I,

l

Reproductibilité de la méthode de dépouillement des données grelimétriques utilisées dans

IIGrossversuch IV"

P. Admirat Centre National de la Recherche Scientifique Laboratoire de Glaciologie , Grenoble , France

D. Vento Ufficio Centrale di Ecologia Agraria, Roma, Italia

l .-F. Mezeix Groupement National d'Études des Fléaux Atmosphériques

Laboratoire de Glaciologie , Grenoble , France

l .-P. Rouet Université des Sciences Sociales , Grenoble , France

et

A. Aparo Uffido Centrale di Ecologia Agraria, Roma, Italia

[Manuscrit reçu le 12juin 1979; revÌsé le 20 septembre 1979]

RÉSUMÉ Des données grelimètriques collectées durant la campagne expérimentale de l'été 1978 du programme Grossversuch ont été dépouillées à nouveau six mois plus tard par des opérateurs différents. La comparaison des valeurs des nombres , dimen­sions et énergies des grelons montre que les deux séries ne sont pas statistiquement différentes: en un lieu 80% des différences relatives sont inférieures à20%et pourdeux chutes importantes on a obtenu moins de 1%de différence sur l' évaluation de l' énergie cinétique globale.

On conclut que la méthode d'évaluation de la grele au moyen de réseaux de grelimètres est suffisamment reproductible pour répondre aux objectifs du programme " Grossversuch IV"; on présente néanmoins des recommandations pour éliminer quelques sources d' erreur d'origine technique.

ABSTRACT Hailpad data gathered during the experimental period ofthe " Grossver­such" programme in the summer of 1978 have been re-prQcessed six months later by different personnel. The comparison of number, diameter, and kinetic energy values shows that the two series are not statistically different: at each point, 80% of the

A TMOSPHERE-OCEA N 18 (1) 1980, 27-42 0705-5900/80/0000-0027$01.25/0 © Ca(1adian Meteorological and Oceanographic Society

1.8'/ P. Admirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J.-P. Rouet et A. Aparo

comparison differences are within 20% andjor two larges hailfalls a difference oj less than l %jor global kinetic energy has been obtained.

The evaluation oj hai! by means oj hailpad networks is considered to be sujficiently reproducible in vie w ojthe objectives ojthe " Grossversuch IV" programme. However recommendations are given to eliminate some sources ojtechnical error.

1 Introduction Des mesures physiques des chutes de greIe sont conduites régulièrement chaque été depuis 1975, au moyen de simples plaques sensibles à l'impact des grelons, appelées "grelimètres" et disposées en réseaux sur la surface expérimentale du programme Suisso-Franco-Italien "Grossversuch IV" (Federer et al., 1978). Les équipes française (GNEFA, Grenoble) et italienne (UCEA , Rome) travaillent conjointement pour mettre en ceuvre les dispositifs grelimétriques sur toute la zone et étudier les données recueillies. L'équipe suisse (ETH, Zurich) a pris en charge l'ensemencement des orages par les fusées soviétiques "Oblako" et l'enregistrement de données radar (À = 3 et lO cm) sur les cellules et sur les précipitations .

La collaboration franco-italienne a conduit en 1978 à une standardisation des matériels de mesure, des méthodes de dépouillement et de traitement des données dans le but de recueillir des informations totalement homogènes en tout point de la zone expérimentale. Il est essentiel de rappeler que le dépouillement des plaques impactées par la grele est un dépouillement man­uel (on mesure avec un pied à coulisse le diamètre d'impact de chaque grelon) et que par conséquent dans cette mesure intervient une part d'erreur.

La mesure d'impacts calibrés a fai t l' objet des travaux de l'Atelier de Banff (Lozowski et aL, 1978): on a estimé entre 2 et 8% l'erreur commise sur l'énergie cinétique d'un grelon individuel. Il est apparu indispensable d'évaluer l'erreur commise sur la mesure d'impacts provenant d'une chute de grele réelle et de connaÌtre l'erreur globale résultante . Ces mesures sont en effet utilisées dans le but de mettre en évidence et de quantifier les variations artificielles des paramètres physiques d'une chute de grele. Il convient de s'assurer que la précision de la méthode de dépouillement des données per­mettra d'atteindre cet objectif. Aussi une rencontre des trois équipes directe­ment intéressées à "Grossversuch IV" a été organisée pour tester la fiabilité des cìépouillements grelimétriques dans l'évaluation des nombres de grelons et Qe leur énergie cinétique: une centaine de plaques grelimétriques françaises et italiennes impactées et dépouillées pendant la campagne de 1978 ont été à nouveau dépouillées en janvier 1979 par d'autres opérateurs. Elles concer­nent 6 chutes de grele d'importances différentes . Les résultats de la com­paraison des deux séries de mesures sont présentés ici, d ' abord grelimètre par grelimètre , puis chute de greIe par chute de grele.

2 . Conditions expérimentales et procédure d'évaluation

a Grelimètre La plaque sensible (Mezeix et Admirat, 1978) constituant le greIimètre est une

Données gretimétriques / 1.9

TABLEAU 1. Correspondance entre diamètre d'impact o et diamètre du grelon d suivant la qualité du "Roofmate"

Classe de diamètre Grelons

5::; d1 < 9 mm 9::; d2 < 13 mm

13 ::; d3 < 17 mm 17::; d4 < 21 mm 21 ::; ds < 25 mm 25::; d6 < 29 mm

Lot Français nO l

2.8::; o < 6 .5 6. 5::;0 < 10.4

10.4::;0 < 15 .0 15 .0::; o < 19 .4 19 .4 ::; o < 23 .9 23.9 ::; 0< 28 . 1

Classe de diamètre d ' impact

Lot Français nO 2

2.9::; o < 6.7 6 .7 ::;0< Il.I

1l.1 ::;0< 15 .5 15 . 5 ::; o < 20.1 20 . 1 ::; o < 24. 7 24.7::; o < 28.8

Lot Italien

2.6::;0 < 6.5 6.5::;0 < 10 .6

10 .6::; 0 < 15 .0 15.0 ::; 0 < 19.6 19 .6 ::; o < 23 .2 23 .2::; o < 27.3

plaque de " Roofmate" (styrofoam) de 20 mm d'épaisseur et de 0.1 m2 de surface , installée sur un plateau métallique à 1 m du sol. Lasurface sensible du " Roofmate" est recouverte d 'une fine couche de peinture bianche latex (cas italien) ou laquée (cas français) , afin d'éviter la destruction de ses propriétés par le rayonnement ultra violet solaire et les intempéries. Après une chute de greIe , on enere la surface à l' aide d 'un rouleau d ' imprimerie , de manière à faire ressortir les contours des zones impactées par les grelons.

b Etalonnage L'étalonnage (Mezeix et Admirat, 1978a, b) est réalisé par simulation au moyen de billes d 'acier et par projection de billes de gIace à l'aide d 'un banc d 'étalonnage . Il convient de procéder à l'étalonnage du matériau , chaque fois qu 'un lot nouveau est acheté, par suite d 'hétérogénéités dans les fabrications successi ves.

c Réseaux de grelimètres Les grelimètres sont disposés sur les 1200 km 2 de la zone expérimentale suivant un quadrillage de 2 km demaille(Federeretal..1978) .Huit équipages s'occupent de la maintenance des systèmes qui sont opérationnels tous les jours entre 1200 et 2100 h. Les plaques impactées sont dépouillées immédiatement.

d Méthodologie du dépouillement Cette methodologie a été décrite de nombreuses fois (Mezeix et Admirat , 1978b; Mezeix et al. , 1978). Rappelons simplement que l'opérateur mesure le diamètre minimum eS de chaque impact (plus ou moins circulaire) avec un pied à coulisse au 1/10ème de mm et le classe dans la catégorie de diamètre de grelon di correspondante suivant l'étalonnage (Tableau 1) . Ces classes de diamètre ont 4 mm de largeur à partir du diamètre initial de 5 mm. On obtient alors en multipliant par lO (pour normaliser à 1 m2) les nombres n1 ' n2 , ' " ni des grelons de la classe de diamètre dI> d2, ... di et par sommation le nombre N T de grelons tombés par mètre carré. Les ca1culs d 'énergie cinétique s'ef­fectuent par classe de diamètre en supposant que les ni grelons de la classe i ont tous le diamètre du milieu de la classe, puis on obtient par sommation et multiplication l'énergie cinétique totale par mètre carré , ET'

30/ P. Admirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J.-P. Rouet et A. Aparo

TABLEAU 2. Caractéristiques générales des six chutes de grele examinées durant le meeting

Energie Superficie Diamètre cinétique

Nombre de de la chute maximum Nombre totale

Date grelimètres de grele des grelons maximum de maximum

(1978) Réseau impactés (km2) (mm) grelons m- 2 (J m- 2 )

31 mai Italien 4 16 10 .5 1080 14 .6

11 juil. Français 6 22.8 7 .5 1070 11. 8

18 juil. Français 9 34 .2 20 .0 2120 135 .0

19 juin Italien 13 52 9 .5 6720 74 .6

ler juin Français 24 91.2 20 .0 13 160 664 .0

14 juil. Italien 43 172.0 23.0 17640 934 .0

Le nombre global N G de grelons tombés sur toute la superficie grelée et l'énergie cinétique globale EG se calculent à partir de N T et ET par sommation et multiplication par 3.8 x 106 m2 (surface d 'une maille du réseau français) ou par 4 x 106 (surface d'une maille du réseau italien).

3 Données examinées durant le meeting Les données de 3 chutes de grele qui proviennent du réseau français (11 juillet, 18 juillet, 1er juin) ont été publiées (Mezeix et Admirat , 1979). N ous appelle­rons ces données originales FFo dans la suite du texte. La nomenclature des données se fait par 2 lettres et un indice. La première lettre F ou I signifie données d'origine française ou italienne, la seconde lettre , données dé­pouillées par l'équipe française (F) ou italienne (1). Enfin , l'indice O a trait à un dépouillement de l'été de 1978 et l'indice 1 à celui de janvier 1979.

Les données de trois autres orages proviennent du réseau italien (31 mai, 19 juin, 14 juillet) et les dépouillements communiqués en octobre 1978 (Vento, 1978; communication personnelle du listing originaI). Nous appelerons ces données originales 110 dans la suite du texte .

Ces six chutes ont été selectionnées en fonction de leur superficie de m,anière à avoir un échantillon de deux " petites chutes" (31 mai , 11juillet) , de deux "chutes moyennes" (18juillet , 19 juin) et de deux " grandes chutes" (ler juin, 14 juillet). Leurs caractéristiques générales sont résumées dans le Tableau 2.

Au total, nous disposions de 99 plaques greIimétriques (39 françaises, dont 9 sont représentées dans la série de clichés dans l' appendice , et 60 ital iennes) présentant des impacts dans une large variété de nombre par mètre carré (lO < N T < 17,640) et de classes de diamètre (de di à ds)·

Par souci d'objectivité, la nouvelle évaluation des données d'origine française a été confiée au groupe italien et inversement: nous appellerons ces opérateurs respectivement FII et IFI dans la suite du texte. Dans deux cas seulement (11 juillet, l8juillet), les données d' origine française ont fai t l'objet d'une autre évaluation par le groupe français : nous appelerons cet opérateur FFI'

Fig. l

10000

m 1'-1000 ~

'" > c

~

100

Données grelimétriques / 31

X NT (F~,FI,)

CI Nr (Ilo ' F I, )

100 1000 Données été 1978

10000

1000r-----,--.--------,----,------,--,...----,--".

'" .'" c c o a

100

x éT(F~ ,F~)

CI ETfI/o,FI,)

IO Données été 1978

" . 8 '

1000

(b)

Valeurs comparées des paramètres (a) NT et (b) ET suivant les dépouillements de l'été 1978 et dejanvier 1979.

32/ P. Admirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J.-P. Rouet et A. Aparo

4 Analyse des résultats Il n'est pas possible de présenter dans cette étud~ toutes les valeurs numériques des couples (FFo, FII) et (Ilo, IFI) ou des t~tp~et,s (FFo, FII , FFI) obtenues pour les 99 enregistrements. Les tableaux detatlles de ces valeurs ainsi que les calculs statistiques ont été néanmoins publiés (Admirat et al., 1979) et sont à la disposition de tout lecteur intéressé.

Sur la Fig. 1, oh a matérialisé sur une double échelle logarithmique les 99 couples de valeurs de N T (Fig. la) et de ET (Fig . 1b) par des points ayan~ pour abscisse x la mesure de référence (données FFo ou Ilo) et pour ordonnee y la mesure de contrOle (données FII ou IFI), par rapport à la droite y = x. Les points sont généralement assez proches de la droite avec une plus grande dispersion relative dans la région des faibles valeurs de N T et ET'

Quelques points plus éloignés apparaissent dans les régions des valeurs moyennes de NT et ET' Ces variations de l'ordre de 50% sont dues aux difficultés de détection des grelons de petit diamètre dI sur certaines plaques insuffisamment contrastées.

L'aspect général de la répartition des points représentant N T de part et d'autre de la droite y = x, semble montrer une légère tendance (58 cas contre 39 et 2 nuls) des opérateurs IFI et FII c'est-à-dire des évaluations françaises et italiennes de janvier 1979, à etre supérieurs aux opérateurs Ilo et FFo (évalua­tion été 1978). Cette tendance, qui sera précisée plus loin par l'analyse statistique ne s' observe pas dans la répartition des points représentant ET (51 cas contre 47 et 1 cas nul).

Un complément d'analyse intéressant est fournLpar la Fig. 2 q~ donne la répartition et le signe des différences relatives sur NT (Fig . 2a), sur ET (Fig . 2b) et sur Dmax (Fig. 2c): de 80 à 85% des écarts relatifs sont inférieurs à 20%. Le cas isolé d'une variation de 100% sur une valeur de ET, faible en valeur absolue, est exceptionnel. Par exemple, sur la plaque M21 du 18 juillet (cf. l'appendice) les opérateurs FFo, FII et FFI ont d' abord été tous d 'accord pour prendre en compte 2 grelons de diamètre dI puis l'opérateur FII a pris en compte l'impact correspondant à 1 grelon de diamètre d2 , alors que FFo et FFI ont considéré qu'i! s'agissait d'un impact parasite, probablement une trace de doigt.

Enfin, le Tableau 3 permet de connaitre les valeurs absolues du nombre global N G et de l'énergie cinétique globale EG obtenues par les différents opérateurs pour chacune des six chutes de grele , puis les valeurs moyennes NG.etEG, et finalement les écarts relatifs sur ces deux paramètres : dans le cas des deux •. petites chutes" (31 mai, Il juillet) et des deux •. chutes moyennes" (18 juillet, 19 juin) , la reproductibilité des mesures globales se situe entre 4 et 15% près; pour les deux "grandes chutes" (ler juin , 14 juillet) la rep':,.o­ductibilité se situe entre 7 et 8% près pour NG et à moins de 1% près pour EG·

Le grand nombre de plaques permettant, dans ce dernier cas, une compensa­tion des différences.

Une analyse statistique des différentes séries de mesures a été entreprise à l'aide de tests appliqués aux paramètres NT et ET. Pour chaque chute de grele

Données grelimétriques / 33

%

,o

:'50 -40 -30 -20 -IO o IO 20 30 40 115~ 60

T(%) T (a)

%

so 46

/2

%

- 50 -!'H) -30 -20 -IO o

30

IO 20 30 40 50 60 70 80 90 100 6E T(%)

(b) T

(c)

-25 -15 - 5 o 5 15 25 35 45

Fig . 2 Fréquences absolues (99 cas) des erreurs relatives sur: (a) NT (b) ET et (c) Dmax.

les couples ou les triplets de valeurs constituent par nature des échantillons appariés (un meme enregistrement est dépouillé 2 ou 3 fois). Les distributions n'étant pas normales ni meme symétriques, les tests retenus ont été les suivants (Siegel , 1956):

- pour les couples de valeur FFo/FII ou Ilo/IFI test de Wilcoxon , W test des sig,nes, S

- pour les triplets de valeurs FFo/FltfFFI test de Friedman , FR .

Ces tests doivent permettre de conclure , avec un niveau de confiance donné (ici 0.95) si, pour une meme chute de grele, les écarts observés entre les mesures du meme enregistrement par 2 (ou 3) opérateurs diffèrent globale­ment d ' une manière significative. Pour ces trois tests l'hypothèse nulle à tester est Ho : il n'y a pas de différence significative entre les séries de dépouillements; l'hypothèse contraire est H l: les séries diffèrent. Par con­struction, ces tests sont conçus pour détecter des anomalies sur la répartition des écarts : erreurs systématiques , tendance à la supériorité d'une série sur l'autre ... Ils ne sont pas affectés par l'imprécision des mesures lorsqu' elle se traduit par une distribution aléatoire en valeur et en signe. Il est intéressant de noter que le test de Wilcoxon , dont la statistique tient compte des valeurs des écarts par l'intermédiaire des rangs, a une puissance supérieure à celle du test

,...... '" o

I~-x

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-N MM --

00 00 \O 00 t­-N t- _

NM

Données grelimétriques /35

des signes par suite de sa plus grande sensibilité à déceler une tendance systématique.

a Comparaison des séries de coupLes FFo/Fll> Ilo/1Ft ou FFtfFlt

31 MAI 1978 (2S ÉRI ES D E 4 COUPLES), TABLEAU 4

Le nombre de couples est trop faible pour qu'il soit possible d'appliquer le test de Wilcoxon ; cependant , le test des signes n'incite pas à considérer la dis­tribution des signes des rangs comme suffisamment improbable pour refuser Ho aussi bien pour NT que pour ET.

I I JUILLET 1978 (2 SÉRIES DE 6 COUPLES), TABLEAU 5 Ici encore, la taille de l'échantillon est trop fai bi e (après élirnination des ex-aequos) pour que l'on puisse avoir recours dans tous les cas au test de Wilcoxon. Comme précédemment, le test des signes ne révèle pas, du point de vue de la distribution des signes des rangs, de situation anormalement peu probable. On a analysé également les 2 séries formées par les 6 couples FFl/Fll: les deux tests sont applicables et convergent vers l'acceptation des distributions des rangs, celles-ci ayant des probabilités supérieures à 0.05.

18JUILLET 1978 (3 SÉRIES DE 9COUPLES) , TABLEAU 6 Dans l'ensemble , les deux tests s'accordent sur l'homogénéité 2 par 2 des trois séries de valeurs obtenues pour NT et ET. Toutefois, pour les séries FFo/FII sur N T les valeurs prises par les variables aléatoires I;+ et T ont des probabilités très peu supérieures à 0.05 qui est la limite inférieure fixée pour l'acceptation de Ho. Une certaine tendance à la supériorité des valeurs de FII sur les valeurs de FFo peut etre constatée sur les observations bien qu'elle ne soit pas significative au sens des test utilisés. Cette tendance ne se retrouve pas sur ET.

19 JUIN 1978 (2 SÉRIES DE 13 COUPLES), TABLEAU 7

Dans ce cas encore , les tests permettent de concIure à l'acceptation de Ho pour la variable N T , car la valeur calculée du test de Wilcoxon est supérieur à la valeur tabulée (Tca1 = 18.5, Ttab = 17). Pour la variable ET les valeurs de T calculées et tabulées sont identiques (Tca1 = Ttab = 17) et conduisent en toute rigueur à rejeter Ho. Une tendance systématique à la supériorité des valeurs Ilo sur les valeurs IFI révélée par les observations en est à l'origine. Cepen­dant , au niveau de confiance 0.95, il convient de garder une certaine prudence sur l 'interprétation de ce rejet.

IERJUIN 1978 (2 SÉRIES DE 24 COUPLES), TABLEAU 8

La taille de l'échantillon confère aux tests une plus grande validité. L'homogénéité des deux séries de valeurs pour NT et ET est acceptée.

14 JUILLET 1978 (2 SÉRIES DE 43 COUPLES), TABLEAU 9

Les séries de valeurs pour N T ne peuvent etre considérées comme homo­gènes par les deux tests: la distribution des rangs présente en effet une pro­babilité trop faible (p < 0.001) sous l'hypothèse Ho. Il est facile de constater sur les observations que la série 1Ft dépasse très fréquemment la série Ilo en

36/ P. Admirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J.-P. Rouet et A. Aparo

TABLEAU 4. Test de différences des dépouille­ments pour la chute du 31 mai 1978

Ilo

Test

s W

+ + * *

TABLEAU 5. Test de différences des dépouillements pour la chute du 11 juillet 1978

FFI FII

Test NT ET NT ET

FFo S + + + + W * * * *

FFI S + + W + +

TABLEAU 6. Test de différences des dépouillements pour la chute du 18 juillet 1978

FFI FIl

Test NT E T NT ET

FFo S + + + + W + + + +

FFI S + + W + +

S: test des signes + : accepte Ho W: test de Wilcoxon - : rejet de H o

*: non applicable

ce qui concerne NT. Pour ET la tendance précédente ne se retrouve pas; les deux tests conduisent à l'homogénéité des deux séries.

b Comparaison des séries de triplets FFolFIllFFI IIJUILLET 1978 (6TRIPLETS)

Pour NT et ET les valeurs ca1culées de la variable X2 du test de Friedman sont respectivement 2.25 et 2.58 associées à des probabilités nettement supérieures à 0.05 (environ 0.4 et 0.3). Statistiquement, l'hypothèse Ho doit etre acceptée.

18JUILLET 1978 (9TRIPLETS)

Pour NT et ET, les valeurs de la variable X 2 sont associées à des probabilités de l'ordre de 0.3 et 0.5. Il y a homogénéité des séries au sens du test.

Données grélimétriques / 37

TABLEAU 7. Test de différences des dépouille­ments pour la chute du 19 juin 1978

Test

S W

+ +

+

TABLEAU 8. Test de différences des dépouille­ments pour la chute du ler juin 1978

FFo

Test

S W

+ +

+ +

TABLEAU 9. Test de différences des dépouille­ments pour la chute du 14 juillet 1978

Test

S W

S : test des signes W: test de WiIcoxon

5 Discussion et conclusion

Ilo

+ : accepte Ho

+ +

- : reject de Ho * : non applicable

1. La mesure des caractéristiques physiques de la grele au moyen d'un réseau d'impacteurs est une opération manuelle qui entraine un travail de dépouillement long et fastidieux. Les travaux réalisés au cours de janvier 1979

ont montré que la plupart des valeurs de NT et ET sont connues à moins de 20%.

2. Quelques cas de dépouillements sont rendus particulièrement difficiles par suite d'une mauvaise qualité technique des enregistrements . Ces cas introduisent des variations supérieures à 50% sur NTou sur ETlorsqu'il existe uniquement des greIons de la classe dI' Il est certain que si toutes les plaques impactées se présentaient sans défectuosité technique , la plupart des erreurs ne dépasseraient pas 10%. Pour cela:

- le matériau "Roofmate" doit etre recouvert d'une mince couche de pein-

38 / P. Admirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J .-P. Rouet et A. Aparo

ture laquée bIanche pour conserver toutes ses propriétés de surface au cours d'un long séjour dans l'atmosphère;

_ après une chute de grele, pour révéler les impacts avec une grande netteté , il faut encrer la surface à l'aide d'un rouleau d'imprimerie très dur (tache bIanche sur fond noir); de la qualité de cet encrage dépend presque toujours la précision des mesures;

30 90% des erreurs sur le diamètre maximum Drnax sont inférieures à 15%0 Ces erreur proviennent de la lecture du pied à coulisse et de la sélection de l'impact maximum par l'opérateur.

40 Au niveau de l'évaluation globale des nombres de grelons No et de l'énergie cinétique Eo la précision des résultats est d'autant meilleure que la chute de grele est plus importante o Cette précision est meme remarquable (moins de 1%) dans deux des cas traitéso Dans le cas des chutes de grele de faible énergie des écarts de 15% peuvent se produire o

5 o Les trois tests utilisés sur les différentes séries de mesures s' accordent dans l'ensemble pour conclure à l'homogénéité des dépouillements d 'une meme série de grelimètreso Les tests appliqués à une meme expérience n'ont jamais conduit à des résultats formellement contradictoires rendant la conclu­sion délicateo Seules les deux séries d'observations effectuées sur la chute de grele du 14 juillet 1978laissent soupçonner une tendance systématique sur le paramètre NTo L'examen détaillé des mesures révèle effectivements , outre quelques écarts anormalement importants et toujours affectés du meme signe, une tendance à la supérioté des valeurs de la série IFI sur les homologues de la série Ilo o Les tests incitent, pour ce cas précis au rejet de l'homogénéitéo

Il est intéressant de noter, d'une façon générale que les écarts sur le nombre total NT , parfois inacceptables statistiquement (cas du 14juillet), ne se retrou­vent pas au niveau des énergies totales ET, dont les séries de valeurs sont de ce fait plus homogèneso Ce phénomène s'explique assez bien si on remarque:

- d'une part que les écarts les plus importants en valeur absolue portent sur les nombres de greIons de petits diamètres (classe di) qui sont les plus nombreux mais contribuent moins à l'énergie totale que ceux de diamètres supérieurs;

- d'autre part que la répartition des grelons suivant leur diamètre , en différentes classes di, d 2 , d 3 , 000 etc, entraine une répartition des erreurs de mesures dans ces memes classeso Or, les classes qu( contribuent le plus à l'énergie totale sont également celles où les erreurs sont les plus petites parce que la mesure des n3' n4, ns, 000 est plus facile que la mesure des n l , n20 Au niveau global d'une chute de greIe ces erreurs se compensent d'autant mieux que l'énergie est importante o C'est pourquoi on obtient des écarts relatifs plus faibles sur Eo que sur No et une meilleure homogénéité des séries de valeurs sur ETo

60 Finalement, les sources d'erreur imputables à la méthode de dépouille­ment sont moins importantes que les erreurs en provenance du matériau lui-meme (hétérogénéité des lots de fabrication), ou des grelons (non

Données grelimétriques /39

sphéricité, vitesse de chute ?ifférente de la vitesse limite théorique , angle de chute), ou de la chute de grele elle-meme (variabilité d'un point à un autre à fai bi e échelle) o Ces derniers points ont été examinés en particulier durant l'Atelier de Banff.

70 Application aux objectifs du programme " Grossversuch IV" : le pro­gramme " Grossversuch IV" a été conçu pour savoir si les ensemencements d'orages selon la technique soviétique sont susceptibles d'apporter une réduction d 'au moins 50% dans l'énergie cinétique des chutes de grele (Fe­derer et alo, 1978) o Dans ce cadre, la mesure de la greIe au moyen de réseaux serrés de grélimètres est utilisée pour connaitre les variations naturelles du phénomène et permettre la détection et la quantification des variations artificielles sous l' effet du traitement.

Le travail présenté ci-dessus permet de penser que la méthode de dépouil­lement et de traitement des données grélimètriques est suffisamment repro­ductible pour détecter sans ambiguité une variation de 50% sur Eo imputable au phénomèneo

Remerciements

Nous remercions le Dr Ao Waldvogel (ETH Zurich) et MlIe N o Doras (GNEFA Grenoble) pour leur participation active à ce meeting de Grenoble , ainsi que les techniciens du GNEFA MMo Sarrat, Vaissières et Tondut qui ont assuré la collecte et le dépouillements des donnéeso

Références

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chutes de grele Grossversuch 19780 GNEFA Rapport Technique nO 32 (sous presse) .

- - ; J.L. SARRAT, So VAISSI ERES, J.L. TO -DUT et Po ADMlRAT o 1978. Mesures physiques des chutes de greles dans la région du Napf. GNEFA Rapport Tech­nique n0300

SIEGEL, s. 19560 Non Parametric Statisticsfor the Behavioral Sciences, McGraw-Hili. Kolgakusha Ltd.

40 / P. Admirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J.-P. Rouet et A. Aparo

Appendice: Commentaires sur la série de clichés On présente une série de 9 photographies de plaques de grelimètres impactées et encrées représentatives de l'ensemble des plaques et des problèmes ren­contrés lors du dépouillement. On détaille pour chacun des olichés les mesures des opérateurs.

117 (11 juillet 1978) FFo indique 107 impacts drnax = 5.5 mm FII indique 93 impacts drnax = 6.5 mm FFI indique 134 impacts drnax = 7.0 mm

La difficulté est ici de distinguer les impacts d' un diamètre supérieur à 2.8 mm (grelon ~ 5 mm) panni une très grande quantité d' impacts inférieurs à 2.8 mm (grésil). L'erreur relative maximum atteint 20% sur les nombres.

J 17 (11 juillet 1978) FFo indique 7 impacts drnax = 5.0mm FII indique 19impacts drnax = 5.6mm FFI indique 16 impacts drnax = 5.0mm

Meme genre de difficultés avec des nombres plus petits; l'erreur relative maximum atteint 50%. L'accord sur les diamètres maximum est bon o

116 (11 juillet 1978) FFo indique 5 impacts drnax = 5.0 mm FII indique 8 impacts (di) et 1 impact (d2) d rnax = 9.6mm FFI indique 13 impacts drnax = 5.0mm

La difficulté de lecture des nombres d'impact persiste. Les divergences sur la lecture des diamètres maximum vient de la prise en compte par FII de l'un des 3 impacts visibles dans le centre de la plaque.

M 21 (18juillet 1978) FFo indique 2 impacts drnax = 7.0 mm FII indique 2 impacts (di) et 1 impact (d2) d rnax = 10.6 mm FFI indique 2 impacts drnax = 7.2 mm

Cette plaque a été détériorée pendant son séjour sur le terrain. Les trois opéfateurs ont néanmoins identifié quelques impacts de grèlons. La prise en compte par FII d'un impact de diamètre d2 a entrainé le désaccord sur la lecture du diamètre maximum.

N 18 (18juillet 1978) FFo indique 87 impacts dont 42 (di)' 32 (d2) et 13 (d3) d rnax = 14.5 mm FII indique 91 impacts dont 55 (di)' 24 (d2 ) et 12 (d3) d rnax = 14.5 mm FFI indique 89 impacts don t 46 (di) ' 33 (d2) et lO (d3) d rnax = 14.5 mm

C'est l'exemple type d'une lecture facile. Il y a bon accord sur les nombres et les diamètres.

Données grèlimétriques /41

1 17 J17 116

M 21 N 18 N 21

H 0 8 L 07 l 08

42/ P. Adrnirat, D. Vento, J.-F. Mezeix, J.-P. Rouet et A. Aparo

N 21 (l8juiLLet 1978) FFo indique 212 impacts dont 113 (di)' 74 (d2 ) , 21 (d3) et 4 (d4 ) drnax = 20.0 mm FII indique 224 impacts dont 84 (di)' 113 (d2 ) , 23 (d3), 3(d4 ) et 1 (ds) drnax = 21.0mm FFI indique 235 impacts dont 128 (di)' 83 (d2 ) , 20 (d3) et 4 (d4 ) drnax = 20.4 mm

Autre exemple de lecture sans difficultés particulières.

H 08 (l er juin 1978) FFo indique 140 impacts dont 136 (di) et 4 (d2 ) drnax = 10.0 mm FII indique 159 impacts dont 155 (di) et 4 (d2) drnax = 10.8 mm

Autre exemple de lecture sans difficultés. L'erreur relative sur les nombres estde 6% .

L 07 (1 er juin 1978) FFo indique 423 impacts dont 352 (di) ' 66(d2 ) et 5 (d3 ) drnax = 14.0 mm FII indique 353 impacts dont 270 (di) ' 69 (d2 ) et 7 (d3) drnax = 15.4 mm

On a ici 9% d 'erreur relative sur les nombres d ' impact; on remarque quelques impacts accollés dont la distinction reste cependant assez facile .

L 08 (1 er juin 1978) FFo indique 1316 impacts dont 782 (di)' 425 (d2 ) , 98 (d3 ) et 11 (d4 ) d rnax =

20.0mm FII indique 873 impacts don t 465 (di) ' 310 (d2 ) , 88 (d3 ) et IO (d4 ) drnax = 20.6 mm

Cette plaque est saturée et la lecture est difficile. Il est probable que les nombres de petits grelons di et d2 soient sous estimés; la distinction entre les plus gros impacts n 'est plus évidente.

Ces plaques qui ont une très grande importance en ce qui concerne la mesure de l'énergie cinétique de la grele peuvent entrainer des erreurs de l'ordre de 50% . Elles ne représentent cependant que 4% de l' ensemble des plaques impactées.