Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Compilation des connaissances 3.2.0
Crues et laves torrentielles

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Analyse spatialisée des connaissances par domaines géographique
Mise à jour : Mars 2015



FACTEURS DE CONTRÔLE
DES CRUES ET LAVES TORRENTIELLES

Reconstitutions paléoclimatiques

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Lac Anterne (Haute-Savoie) :
En Europe centrale et de l'Ouest, plusieurs études ont montré que les périodes les plus froides de l’Holocène, comme le Petit Âge Glaciaire, correspondent également à des périodes humides. Toutefois, dans les zones de montagne qui sont très sensibles aux processus d'érosion et où les précipitations peuvent être localisées, l’évolution passée de l'activité hydrologique pourrait être plus compliquée. Pour évaluer ces changements hydrologiques passés, une approche paléolimnologique a été appliquée sur une carotte sédimentaire longue de 13,4 m prélevée dans le lac d’Anterne (2063 m) et représentant les derniers 3500 ans. Ces sédiments lacustres sont essentiellement composés de dépôts de crues provoquées par les précipitations. Les analyses sédimentologiques et géochimiques montrent que les crues ont été plus fréquentes pendant les périodes froides tandis que les événements de crues de forte intensité se sont produits préférentiellement pendant les périodes chaudes. Dans des conditions de températures moyennes, les deux types de crues sont présents. Cela souligne la relation complexe entre les risques de crues et le changement climatique dans les zones de montagne. Pendant les époques les plus chaudes et/ou les plus sèches de la fin de l'âge du fer et de l'époque romaine, la fréquence et l'intensité des crues ont augmenté. Cela est interprété comme un effet induit par les défrichements d’origine humaine pour les activités de pâturage et révèle que les interférences anthropiques doivent être prises en compte lors de la reconstruction de signaux climatiques à partir des archives naturelles.
Cette étude vise à distinguer les dépôts détritiques liés à des précipitations "normales" et/ou à la fonte des neiges de ceux provoqués par les événements extrêmes de fortes précipitations, en se concentrant sur les derniers 3500 ans à la lumière d'une reconstruction de la température de l'air en juillet basée sur les chironomes établie à partir de la même séquence sédimentaire lacustre (Millet et al., 2009). Comme la mobilisation et le transport des sédiments grossiers jusque dans les lacs reflètent une augmentation de la vitesse du courant et du débit, la taille des grains a été utilisée comme un indicateur de l'intensité des paléo-crues. Afin de disposer d'un enregistrement continu à haute résolution de l'intensité des crues, un indice des particules grossières a été déterminé à partir des mesures géochimiques obtenues avec un scanner de carotte. Les relations entre la fréquence et l'intensité des crues, l’histoire de l'utilisation des sols et le climat sont également examinées par comparaison avec d'autres archives du climat et des activités humaines.

Giguet-Covex & al. 2012 - A

Alpes françaises – Lac Blanc de Belledonne (Isère) :
L’étude de sédiments lacustres a permis de reconstituer un calendrier détaillé des crues pour les 270 dernières années sur la base de méthodes indépendantes. L'intensité de chaque événement a été évaluée à partir de la quantité de matière déposée par événement dans le lac. Le calendrier des crues obtenu des rapports 56 inondations au cours des 270 dernières années avec une magnitude évaluée allant de 0,1 à 1,1 g.cm-2. Seulement 17 de ces inondations sont mentionnés dans les documents historiques sans indication objective de leur ampleur. L'approche paléolimnologique apparaît donc comme un excellent moyen d'évaluer à la fois la fréquence et l'ampleur de l'activité des crues éclair dans les régions montagneuses où les relevés instrumentaux sont rares et les précipitations extrêmes ne peuvent être que mal modélisées.

La comparaison du calendrier des crues obtenu avec les données de température et de précipitations alpines ainsi que les fluctuations des glaciers suggère une relation entre le changement climatique et l'évolution de l'activité torrentielle. Aucun lien n'a été trouvé avec les enregistrements des précipitations à long terme, mais une relation complexe avec la température semble exister. Aucune tendance générale n’apparaît entre la fin du Petit Âge Glaciaire et le 20e siècle, mais la fréquence des crues augmente sur une échelle décennale pendant les périodes de réchauffement, alors que pratiquement aucune crue n’est enregistrée au cours des avancées glaciaires. Après les périodes les plus froides, un délai est observé avant augmentation de l'activité des crues, ce qui suggère la présence temporaire de conditions de pergélisol. Cela aurait amoindri l'efficacité des processus d'érosion pendant les événements de fortes précipitations. Les auteurs montrent que la probabilité d'occurrence des événements extrêmes a augmenté avec la hausse de température à long terme. Parmi les 7 crues les plus intenses, 4 ont eut lieu au cours du 20e siècle, mais ils sont classés comme les plus extrêmes. En particulier, la crue de 2005 est la plus forte de l'ensemble de la période considérée. Ces résultats soutiennent l'hypothèse d'une hausse des fortes pluies en raison de l'intensification du cycle hydrologique dans le contexte du réchauffement climatique.

Ces résultats sont représentatifs d'une zone relativement petite et donc ne donnent qu'un signal local des changements dans les précipitations. Afin d'obtenir une évolution climatique plus régionale, plusieurs autres lacs sont étudiés. Ces données permettront d'améliorer et de mieux contraindre notre compréhension de la relation entre les changements climatiques et les crues dévastatrices.
Des techniques paléolimnologiques ont été utilisées pour évaluer l'évolution de la fréquence et de l'ampleur des crues soudaines dans les Alpes d'Europe du Nord-Ouest depuis le Petit Âge Glaciaire (LIA). L'objectif était de documenter un éventuel effet de réchauffement climatique post-19ème siècle sur la fréquence et l’intensité des crues torrentielles. Au total, 56 dépôts de crue ont été détectés à partir de la taille des grains et des mesures géochimiques effectuées sur les carottes de gravité prises dans le lac Blanc (lac proglaciaire situé à 2170 m d'altitude dans le massif de Belledonne). Le modèle d’âge repose sur la datation radiométrique (137Cs et 241Am), la contamination au plomb historique et la corrélation des dépôts importants déclenchés par des crues ou des séismes, ainsi que les événements reconnus dans les archives historiques. Le calendrier des crues résultant s'étend sur les dernières 270 années ca (AD 1740-AD 2007).

Wilhelm & al. 2012a - A

Alpes françaises du Sud (lac d'Allos) / région de la Méditerranée nord-occidentale :
L’étude des sédiments du lac d'Allos dans les Alpes françaises méditerranéennes a permis de reconstituer un calendrier des crues sur les années derniers 1400 ans. Sur une échelle de temps multiséculaires, la fréquence des crues à Allos est compatible avec les conditions générales d'humidité, d’hydrologie des grands cours d’eau et des températures dans la région nord-ouest de la Méditerranée, c’est-à-dire, une faible activité des crues pendant la Période Médiévale chaude / sèche et une forte activité des crues au cours du Petit Âge Glaciaire froid / humide. Bien qu'il y ait eu une augmentation générale de la fréquence des crues pendant la période multiséculaire du PAG, les fréquences des crues ont été très variable à l’échelle infra-centennale. Cette variabilité peut être en phase avec les maxima d'énergie solaire. En outre, les pics de fréquence des crues semblent être liés aux phases négatives de la NAO en automne. Une telle relation a déjà été signalée à la suite reconstructions des paléo-crues pour les rivières espagnoles.

Enfin, une comparaison des enregistrements de crues dans la région méditerranéenne nord-occidentale a montré que les épisodes de précipitations intenses à Allos (à l'est de la vallée du Rhône) étaient en phase inverse avec les événements dans les Cévennes (à l'ouest du Rhône), mais en phase avec les événements dans l'est de l'Espagne. Les fréquences des crues étaient plus élevés dans les Alpes du sud et sur la côte méditerranéenne de l'Espagne que dans la région Cévennes-Vivarais pendant les périodes AD 1600-1660, 1750-1900 et 1950-2000, et plus élevées dans la région Cévennes-Vivarais que dans les Alpes du sud et sur la côte méditerranéenne de l'Espagne au cours des périodes AD 1680-1750 et 1900-1950. Etayé par des analyses météorologiques, cela suggère une oscillation de 50 à 150 ans entre les deux types de circulation atmosphérique qui se traduisent par des épisodes de précipitations intenses en Méditerranée nord-occidentale
.
Afin de déterminer le forçage dominant sur les processus d'érosion, les auteurs ont d'abord analysé des signaux indiquant des dépôts de crues dans la séquence sédimentaire et examiné l’enregistrement pollinique pour déterminer l'histoire de l'utilisation des terres dans la région. Ils ont ensuite comparé l’enregistrement de l’occurrence des paléo-crues à Allos avec des événements historiques locaux et d'autres enregistrements de crues ou du climat à long terme. Cela a permis d'interpréter le signal des crues reconstruit pour étudier la relation entre les événements de précipitations extrêmes et le changement climatique dans la région méditerranéenne du nord-ouest.

Wilhelm & al. 2012b - A

Alpes françaises :
Des séquences sédimentaires de lacs d’altitude ont été étudiées pour reconstituer l’évolution de la fréquence et de l’intensité des crues passées. Trois calendriers de crue couvrant de 300 à 1400 ans ont été reconstitué et renseignent sur l’évolution de l’activité torrentielle au cours des derniers siècles (Lac Blanc) aux derniers millénaires (Lacs d’Anterne et d’Allos). La comparaison de ces calendriers de crue avec des reconstitutions de température suggère des relations complexes, dépendant de la sensibilité des sites et des échelles de temps investiguées. Sur l’ensemble des Alpes Françaises la fréquence de crue à l’échelle centennale à milléniale augmente en période froide. Cependant l’intensité des crues augmente en période chaude dans les Alpes du Nord alors qu’elle diminue dans les Alpes du Sud.

Des études en cours sur le Lac Blanc (massif des Aiguilles Rouges) et le Lac d’Eychauda (massif des Ecrins) devraient permettre d’affiner ces modèles dans un futur proche. Cependant il apparaît déjà que l’évolution de l’intensité des crues en fonction de la température diverge entre le Nord et le Sud des Alpes françaises, suggérant une régionalisation des effets du réchauffement global sur l’activité torrentielle.
L’étude des séquences sédimentaires des lacs d’Anterne, Blanc et Allos, situées à haute altitude et dominées par les flux détritiques, a montré qu’il est possible de retrouver des dépôts résultant des crues passées. A partir de l’analyse conjointe de la granulométrie et de la géochimie, il a également été possible de détecter des dépôts de crue de l’ordre du millimètre seulement. L’intensité des crues passées a pu être reconstituée à partir de traceurs géochimiques ou de l’épaisseur des dépôts, en fonction des contextes géomorphologiques et sédimentaires. La comparaison des calendriers de crues ainsi obtenus avec des reconstitutions de température (BD HISTALP, données dendrochronologiques) suggère des modèles régionaux distincts d’évolution de l’activité torrentielle entre les Alpes du Nord et du Sud. [voir les références dans l’étude].

Wilhelm & al. 2012c - P

Alpes françaises :
Les travaux récents ont permis de monter qu’il est possible de renseigner l’évolution passée de l’activité torrentielle aux cours des derniers siècles aux derniers millénaires à partir de l’étude de séquences sédimentaires de lacs d’altitude. Ces recherches permettent en outre d’investiguer le rôle des changements climatiques passés sur l’évolution de l’aléa torrentiel pour anticiper l’impact potentiel du réchauffement global actuel.

Les résultats suggèrent des modèles régionaux de l’évolution de l’aléa torrentiel en fonction des forçages prédominant. Dans les Alpes du Sud, les événements de précipitations intenses semblent fortement liés aux circulations atmosphériques et à l’intensité de l’activité cyclonique. Les périodes froides prolongées semblent favoriser des hautes fréquences de crue et l’occurrence d’événements extrêmes, probablement en lien avec l’intensification des flux d’ouest. A une échelle décennale, la variabilité de la fréquence de crue semble de plus associée aux phases négatives de l’Oscillation Nord-Atlantique. Dans le contexte actuel du réchauffement global, ces résultats suggèrent une diminution générale de l’aléa torrentiel dans les Alpes du Sud pour les décennies à venir.

Dans les Alpes du Nord, le modèle d’évolution de l’activité torrentielle apparaît plus complexe et semble résulter d’interactions entre les apports d’humidité par les flux d’ouest et de l’évolution de la température. Comme pour les Alpes du Sud, l’intensification des flux d’ouest aux cours de périodes froides prolongées semble favoriser l’augmentation de la fréquence des crues. Cependant, à une échelle décennale, l’effet de la température et de l’oscillation nord Atlantique semble se surimposer. En effet, à cette échelle de temps, l’augmentation de température et les phases positives de l’Oscillation Nord-Atlantique semblent favoriser une augmentation de la fréquence des crues. Dans le contexte actuel du réchauffement global, ces résultats suggèrent plutôt une diminution de la fréquence des crues mais une augmentation significative de leur intensité dans les Alpes du Nord.
Pour estimer la variabilité régionale de l’activité torrentielle en réponse aux changements climatiques passés, 3 sites d’étude ont été sélectionnés dans les Alpes françaises selon un transect nord-sud : le Lac Blanc dans le massif des Aiguilles Rouges (2352 m), le Lac Blanc dans le massif de Belledonne (2160 m) et le lac d’Allos dans le massif du Haut-Verdon, Mercantour (2230 m). L’identification des dépôts de crue dans les séquences sédimentaires a été réalisée à partir d’une description lithologique détaillée et d’analyses granulométriques. Des analyses géochimiques par scanner de carotte ont permis d’acquérir des traceurs indirects de la granularité à haute résolution pour une identification exhaustive des dépôts de crue. La reconstitution de l’intensité des crues a été adaptée pour chaque site en fonction des caractéristiques géomorphologiques du bassin versant, de la nature du matériel érodé et des processus de transfert du matériel vers le lac. Elle est basée sur deux approches différentes : la granularité ou le volume de matériel transporté. La datation des séquences sédimentaires a été réalisée à partir des méthodes classiques de mesures de radioéléments à courte demi-vie (210Pb, 137Cs, 241Am) et de mesures 14C. Des corrélations avec des séismes régionaux ou des contaminations historiques au plomb ont permis de contraindre ou de supporter les modèles d’âge. [voir les références dans l’étude].

Wilhelm & al. 2012d - P

Alpes suisses – Vallée de Zermatt (Valais) :
A partir d’une reconstruction de l’histoire de l’activité des laves torrentielles de huit torrents, les auteurs ont analysé les changements et les tendances dans l’occurrence des laves torrentielles, les conditions climatiques qui prévalaient lors des événements et les évolutions possibles dans un climat futur. Ils concluent que la présence l’occurrence des laves torrentielles dépend des variations à court terme des précipitations à l’origine de leur déclenchement plutôt que des changements climatiques sur le long terme.
Basé sur un grand jeu de données spatiales et temporelles d'événements passés obtenus à partir de séries dendrochronologiques de conifères influencés par l’activité des laves torrentielles, cette étude analyse les événements survenus dans huit des torrents de la vallée de Zermatt depuis 1600 et 1850.

Bollschweiler & Stoffel 2010 - A

Haut-bassin du lac Lago di Braies (Dolomites, Alpes italiennes) :
La comparaison des données palynologiques et sédimentologiques acquises au Lago di Braies suggère que ce sont principalement les fortes précipitations en hiver et en été ainsi que des événements de fonte des neiges au printemps qui favorisent le déclenchement de événements de laves torrentielles. Des périodes particulièrement longues avec des conditions climatiques humides et fraîches montrent donc une activité nettement accrue des laves torrentielles. Le diagramme polynique documente l'impact anthropique dans le bassin versant depuis le Néolithique tardif, mais les activités humaines ont influencé l'activité torrentielle seulement de manière indirecte. Le pâturage et la déforestation ont réduit la rétention des débris par la végétation, provoquant l'augmentation de l'épaisseur des dépôtss de laves torrentielles dans les sédimlents lacustres.
 
→ Détails...
A partir des résultats palynologiques et sédimentologiques ainsi que de données bibliographiques sur les changements climatiques au cours de l'Holocène, un accroissement des dépôts de laves torrentielles d'épaisseur supérieure à 10 mm est clairement visible dans les sections climatiquement caractérisées comme des phases plus humides et plus froides et humides. On peut suggérer que la claire diminution d'indicateurs anthropiques dans ces sections principales indique des conditions plus défavorables pour les activités humaines dans le bassin versant, qui signifient des conditions plus humides et/ou plus froides. Les dépôts de laves torrentielles d'une épaisseur inférieure à 10 mm ne montrent pas de corrélation avec les effets climatiques interprétés.

On peut supposer que l'activité torrentielle est stimulée au cours des plus longues périodes de conditions plus fraîches et humides, en raison de précipitations plus importantes et une augmentation des écoulements de fonte. Ces conditions aboutissent à une accumulation d'événements torrentiels. Ce résultat est en accord avec les investigations de van Asch (1997) sur le lien entre l'activité des mouvements de terrain et le changement climatique.

Cependant, les présentes investigations montrent aussi que les laves torrentielles se produisent également pendant des périodes plutôt chaudes. Au cours de ces périodes, elles sont déclenchées par des événements de précipitations intenses, parce qu'une augmentation rapide de la pression interstitielle est une pré-condition requise pour le déclenchement des laves torrentielles (van Asch, 1997). Les investigations de Pfister (1999) sur la connection entre les températures et précipitations mensuelles et les événements naturels au cours des derniers 500 ans montrent qu'il n'y a pas de corrélation en général entre les événements et les conditions météorologiques au cours de l'année. Les tables météorologiques de Pfister (1999) montrent souvent les mêmes conditions de température et de précipitations au cours des années avec ou sans événements de laves torrentielles. Au cours des années avec laves torrentielles, une prédominance des précipitations annuelles n'est pas apparente, et un seul événement pluvieux intense peut être responsable du déclenchement de lave torrentielle. Cela signifie que l'humidité ne peut pas être le seul paramètre d'un événement. La disponibilité en matériel (débris) est aussi probablement un facteur limitant, et les périodes froides les plus longues permettant l'action du gel peuvent accrpître le processus. En fait, le diagramme polynique montre une intensification de l'activité des laves torrentielles pendant les périodes froides et humides.
Des laves torrentielles se produisent fréquemment dans la zone de haute-alpine haut bassin versant alpin du lac Lago di Braies (1492m d'altitude). Les sédiments du lac Lago di Braies (1492m d'altitude) ont été utilisés pour détecter et dater les événements passés de laves torrentielles au cours des derniers 4000 ans et leurs facteurs de contrôle, en comparant les données palynologiques et sédimentologiques.

Schneider & al 2009 - A

Alpes suisses – Rivière Lütschine (Oberland bernois) :
Malgré d'importants progrès au dans l’étude des paléoclimats et des paléoenvironnements holocènes dans les Alpes cours des dernières années, la connaissance des dynamiques fluviales alpines et de leur chronologie est encore limitée. Pour étudier l'influence de facteurs externes tels que la variabilité du climat et de l'utilisation des terres sur les crues et l’alluvionnement, des recherches ont été menées sur l'histoire sédimentaire et géomorphologique du cône de déjection deltaïque de Lütschine au cours de la fin de l’Holocène. Les résultats sédimentologiques ont montré un accord général entre les changements géochimiques et polliniques et les anomalies δ14C de 2400 à 850 ans cal. BP. En outre, les couches à grain grossier déposées au cours des paléocrues vers 400 ans cal. BC et 100, 700, 1100, 1550, et 1830 AD sont en corrélation avec les anomalies positives de radiocarbone, suggérant que l’aggradation dans le delta de Lütschine pendant la période d’étude a été déclenchée par le forçage solaire. Selon les données polliniques et les corrélations tracées, les crues de la rivière Lütschine sont survenues pendant les périodes froides et humides. L'intervalle de récurrence des événements de crues enregistrés au cours des 2400 dernières années varie entre 300 et 600 ans. En ce qui concerne le dernier millénaire, les impacts anthropiques, comme le défrichement pour le pâturage, l'agriculture et le détournement de la rivière, ont modifié la structure sédimentaire et géomorphologiques du cône deltaïque de Lütschine, réduisant les milieux humides.
L'histoire sédimentaire holocène du cône deltaïque de Lütschine a été reconstruite en utilisant une approche multi-proxy combinant différentes méthodes de plusieurs disciplines. Des techniques alliant cartographie morphologique, sédimentologie, géochimie, palynologie, cartes historiques, construction d'inventaires et datations au 14C ont fourni des données précieuses pour la reconstruction des paléocrues, des milieux humides et de l'impact anthropique. Le premier groupe d'analyses s’est concentré sur les changements sédimentaires dans plusieurs sections clés, le deuxième groupe couvre les changements spatiaux dans la morphologie du cône, le troisième groupe étudie la variabilité de la végétation locale et le dernier groupe traite de l'utilisation des ensembles de données sur le cône de déjection comme un enregistrement paléoclimatique fluvial intégré.

Schulte & al. 2009 - A

Torrent du Vorz (massif de Belledonne, Alpes françaises) :
Les données montrent une évolution de la fréquence et l’intensité des crues torrentielles au cours du 20ème siècle et singulièrement au cours de trois dernières décennies. En effet ces décennies, les plus chaudes du siècle, sont également celles qui ont connu les deux plus importantes crues torrentielles depuis 250 ans, mais également celles pour lesquelles la fréquence des crues a été la plus faible.

Deux explications sont possibles à cette évolution inverse.
• La première consisterait à considérer que la plus grande quantité de sédiment déplacé à l’occasion des dernières crues est justement due à un plus grand temps de retour qui permet aux affluents de se recharger en sédiment. Un tel fonctionnement est classique dans de nombreux torrents de montagne et a été maintes fois observé. Toutefois, le stock de matériel remobilisable n’est pas un facteur limitant dans le cas du torrent de Freydane, celui-ci coulant majoritairement sur du matériel morainique facilement érodable.
• La seconde explication serait que le réchauffement climatique favorise des situations météorologiques instables sur les Alpes au cours de l’été qui se traduisent par des événements particulièrement violents. A cet égard, il est notable que les deux derniers épisodes de crues catastrophiques (1987 et 2005) correspondent à des situations météorologiques exceptionnelles qui ont causé des dégâts majeurs à l’échelle de tout l’arc alpin.

Cette étude paléolimnologique apporte des éléments de réflexions quant à une évolution inattendue de l’aléa torrentiel dans les Alpes et singulièrement dans la vallée du Vorz, en réponse au réchauffement climatique global. Ces observation nécessitent toutefois d’être étendues à d’autre systèmes et à d’autres massif afin d’être confirmées.
Exploitation des archives administratives et cartographiques : La reconstitution des événements hydrologiques passés repose sur la consultation et l’analyse des documents administratifs, comptables et cartographiques consultables aux Archives départementales de l’Isère et dans les archives communales de Sainte-Agnès et de Saint-Mury-Monteymont.

Reconstitution des crues et de la dynamique environnementale dans le bassin versant du Lac Blanc : Dans le cadre de l’étude intégrée du bassin du Vorz, une étude paléolimnologique a été menée sur le Lac Blanc de Belledonne. L’approche paléolimnologique consiste à tenter de reconstituer l’histoire environnementale d’un bassin versant à partir de l’étude des sédiments lacustres, prélevés sous forme de carottes sédimentaires.

EDYTEM 2008 - R

Alpes françaises du Sud – Haute Provence :
Les changements de la morphogenèse fluviale depuis le Tardiglaciaire dans les Alpes du Sud sont aujourd’hui bien connus grâce à de nombreux travaux [voir références dans l’étude]. Les datations radiocarbone d’une vingtaine de coupes naturelles dans les petits organismes torrentiels des Alpes du Sud mettent clairement en évidence une bi-partition dans l’évolution de la morphogenèse de la période 14 500 cal BP à aujourd’hui. De 14 500 à 7000 cal BP une sédimentation importante caractérise les zones de piémont. Les taux de sédimentation, assez faibles de 14 500 à 11 700 cal BP deviennent plus élevés de 11 700 à 9000 cal BP et très forts de 9000 à 7500 cal BP. Ces processus géomorphologiques, comme d’autres proxies paléoenvironnementales, témoignent d’une d’humidité importante. Un arrêt de la sédimentation alluviale dans les secteurs d’amont a lieu vers 7000 cal BP. Peu de données documentent la période suivante. Une phase d’incision majeure a lieu antérieurement au dépôt d’une basse terrasse caillouteuse attribuée au Petit Age Glaciaire. Globalement la période postérieure à 7000 cal BP est caractérisée par des flux hydrologiques qui permettent un transit sédimentaire vers les zones d’aval
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Ces recherches ont porté essentiellement sur l’étude des remblaiements alluviaux de petits bassins versants inscrits dans des terrains marneux (« terres noires » du Callovien- Oxfordien) très sensibles à l’érosion et caractérisés par des temps de réponses très courts aux fluctuations climatiques (région du Buëch, des Préalpes de Digne, de l’Ubaye). La particularité de ces accumulations sédimentaires est de contenir de nombreux lits de charbons de bois et de nombreux gisements de souches d’arbres subfossiles (Pinus sylvestris sp.). Les données disponibles sont issues de coupes naturelles situées à proximité immédiate des piémonts. Les auteurs présentent un état des connaissances de la chronologie des enregistrements sédimentaires alluviaux. La synthèse des datations disponibles permet de calculer des taux de sédimentation et de discuter de leur variabilité au cours du Tardiglaciaire et de l’Holocène.

Miramont & al. 2008 - P

Valle del Gallo (Lombardie, Alpes italiennes) :
Les années ayant connu les principales laves torrentielles, les précipitations quotidiennes les plus intenses sont comprises entre 21.3 et 73.2 mm, avec une valeur moyenne de 37.8 mm. Toutefois, les années avec des précipitations quotidiennes maximales particulièrement abondantes (jusqu'à plus de 70 mm) ne correspondent pas toujours à des années à laves torrentielles. A l'inverse, quelques années avec des précipitations maximales de seulement 20 mm environ correspondent à des années à laves torrentielles. Les précipitations quotidiennes maximales moyennes sont de 46 mm les années à événements. Cette valeur a un temps de retour de 2.2 ans, ce qui est légèrement supérieur à l'intervalle moyen entre deux laves torrentielles (1.6 ans). Il peut être assumé que les laves torrentielles sont déclenchées par des averses de 20-30 mm, probablement concentrées sur une courte période (quelques heures).
Les analyses dendro-géomorphologiques ont été menées sur 12 cônes de déjections et 2 chenaux situés sur des pentes. Les anomalies de croissance des arbres (cicatrices d'abrasion, bois de compression et brusques changements de croissance) ont été utilisées comme méthodes de datation des laves torrentielles. 239 événements ont été datés entre 1875 et 2003 à partir de 757 arbres (Pinus montana Mill.). Les résultats de datation des laves torrentielles ont été corrélés aux données de précipitation enregistrées à la station météorologique de Cancano (1948 m d'altitude, à quelques km des zones de départ des laves torrentielles)

Pelfini & Santilli 2008 - A

Alpes françaises du Sud :
Les fonds de vallon dans les Préalpes françaises du Sud se caractérisent par la présence de puissants remblaiements tardiglaciaires et holocènes au sein desquels sont enfouis différents niveaux de troncs subfossiles.
L’étude dendrogéomorphologique et sédimento--stratigraphique de l’un de ces vallons – bassin versant du Drouzet – permet de préciser les variations temporelles de la sédimentation alluviale et autorise une nouvelle interprétation des processus morphogéniques postglaciaires et de leurs expressions paléoclimatiques.
Il devient ainsi possible de distinguer la période tardiglaciaire au cours de laquelle l’activité des cours d’eau est principalement longitudinale, de la première partie de l’Holocène qui voit les apports latéraux dominer.
Cette mutation des processus morphogéniques doit être attribuée à une augmentation de la fréquence des épisodes orageux et à la variabilité et à l’intensité des précipitations.
 
Conclusion de l'étude...
Le dispositif morphosédimentaire du bassin du Drouzet a permis une reconstitution des étapes de la morphogenèse locale et montre la complexité spatiotemporelle des enregistrements sédimentaires.
Les résultats obtenus sont en accord avec les travaux réalisés sur d’autres sites de Moyenne Durance (Sivan et al., 2002 ; Miramont et al., 2004 ; Sivan et al., 2006), ce qui plaide en faveur d’une valeur régionale aux hypothèses paléoclimatiques. Si les périodes d’enfouissement des pins subfossiles reconnues à l’échelle régionale de la Moyenne Durance apparaissent globalement synchrones, il reste à définir leur signification climatique et écologique exacte en tenant compte de la localisation des sites au sein des bassins versants et du comportement hydrodynamique propre à chaque organisme torrentiel. L’étude dendrogéomorphologique de nouveaux gisements de bois subfossiles, actuellement en cours, devrait permettre d’affiner nos observations paléoécologiques et nos interprétations paléoclimatiques à une échelle régionale. L’analyse du site du Drouzet montre la complémentarité de données issues des différents compartiments d’un bassin versant. En révélant la variabilité spatio-temporelle des processus de sédimentation, ces travaux posent la question de la représentativité des remblaiements comme jalons de l’histoire de la morphogenèse et de son corollaire paléoclimatique.
Les différents milieux de sédimentation répartis le long des réseaux hydrographiques n’enregistrent pas de manière homogène l’ensemble des fluctuations climatiques. Certains seront plus sensibles à des volumes annuels de précipitations importants alors que d’autres ne réagiront qu’à des averses de fortes intensités. Les sites de pied de versant comme le Charanc et le Drouzet (partie supérieure de la coupe) sont plutôt représentatifs d’événements météorologiques de ce dernier type. Ainsi, ils enregistrent plutôt des fluctuations de hautes fréquences susceptibles de témoigner de la teneur météorologique des fluctuations climatiques de plus basses fréquences.
Les différents processus morphogéniques et leur signification climatique ne pourront donc être appréhendés de manière « exhaustive » qu’à la lumière de sites aux enregistrements complémentaires.
Les dépôts du Remblaiement Postglaciaire Principal contiennent de nombreux arbres (Pinus sylvestris) fossilisés en position de vie. Les recherches récentes associent aux analyses géomorphologiques classiques l’étude dendrochronologique de ces bois subfossiles. Elles ont permis de distinguer des périodes d’accalmie de la morphogenèse propices au développement d’une couverture forestière de pins sylvestres et des périodes à forte activité détritique ayant abouti à l’enfouissement des arbres. Cet article s’inscrit dans la continuité de ces recherches dendro-géomorphologiques. Il s’appuie sur l’analyse de deux sites représentatifs de deux compartiments (aval et amont) du torrent du Drouzet. Il a pour but de préciser les processus morphogéniques à l’origine du Remblaiement Postglaciaire Principal en tenant compte des variations spatio-temporelles de la sédimentation. Ceci débouche sur de nouvelles interprétations paléoclimatiques.

Sivan & Miramont 2008 - A

Torrent du Ritigraben (Valais) :
D'après les reconstitutions géomorphologiques et les analyses de saisonnalité à partir d'enregistrements météorologiques, il semble que les chutes de neige et les sols gelés empêchent la mobilisation des débris dans la zone de départ (> 2,600 m d'altitude) durant les précipitations survenant entre octobre et mai.

D'après les éléments présentés dans cette étude, il est possible de définir les facteurs climatologiques et météorologiques déterminant l'activité des coulées de débris dans la zone d'étude. Des étés frais avec des chutes de neige fréquentes aux plus hautes altitudes ont régulièrement empêché la production de coulées de débris entre les années 1570 et 1860. La tendance au réchauffement en combinaison avec des cumuls de précipitations plus importants en été et en automne entre 1864 et 1895 ont constitué, au contraire, des conditions météorologiques favorables au déclenchement de coulées de débris dans la zone de départ. L'augmentation de l'activité des coulées de débris s'est poursuivie au cours du 20 e siècle et les reconstitutions montrent une concentration d'événements pendant la période 1916-1935, lorsque des conditions chaudes et humides ont prévalu en été dans les Alpes suisses.
 

Stoffel 2007 - A

Alpes du Sud (France) :
Les caractéristiques sédimentologiques des cônes de déjection du bassin durancien témoignent de la complexité de l’évolution du détritisme torrentiel d’âge tardiglaciaire et holocène dans les Alpes du Sud. Cependant les crises morphogéniques des 15 000 dernières années s’inscrivent dans un contexte généralisé de tarissement des sources sédimentaires, qui s’est traduit par un amenuisement progressif des remblaiements torrentiels .

Vallée de la Clarée (Briançonnais, Alpes françaises) :
Les investigations menées dans l’ensemble de la vallée tendent à privilégier l’hypothèse généralement admise d’un tarissement du transit sédimentaire conduisant à une modification du rapport entre débit solide et débit liquide.
 
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Dans les affluents de la vallée de la Clarée, la rétraction des bandes actives semble avoir commencé indépendamment des travaux des services RTM puisque ceux-ci ne touchent que cinq torrents, dont la correction a été entreprise pour l’essentiel durant la seconde moitié du XXe siècle. Ce n’est pas non plus la déprise rurale contemporaine qui peut ici expliquer la reconquête forestière et le tarissement consécutif des sources sédimentaires. La pression pastorale n’a en effet cessé de croître dans les bassins versants au cours du XXe siècle. Du coup, l’influence des facteurs bioclimatiques semble être de premier ordre.

Le rôle inhibant de la forêt sur le volume des crues et le transit sédimentaire dans les bassins versants de montagne est un fait souvent démontré. Dans les bassins des affluents de la Clarée, l’originalité réside plutôt dans l’explication essentiellement climatique de la reconquête forestière qui, du coup, s’effectue en remontant logiquement vers l’amont des bassins versants. La position altitudinale des zones contributives devient un paramètre déterminant dans la chronologie de l’ajustement morphologique des torrents aux changements environnementaux contemporains. Ceux qui bénéficient de zones contributives suffisamment étendues à haute altitude ont pu ainsi entretenir plus longtemps de larges bandes actives sur leur cône de déjection.

L’exemple des affluents de la vallée de la Clarée montre en définitive que les paramètres anthropiques (déprise rurale et interventions des services RTM essentiellement) peuvent n’avoir qu’une influence très secondaire dans le tarissement du transit sédimentaire à l’origine de l’évolution morphologique des torrents observée depuis la fin du petit âge glaciaire. Deux principaux facteurs semblent commander le rythme et l’intensité de l’ajustement morphologique des torrents sur leurs cônes de déjection : le réchauffement climatique succédant au petit âge glaciaire, qui favorise la reconquête végétale stabilisant les sources sédimentaires, et les caractéristiques géomorphologiques des bassins versants dont dépend a recharge sédimentaire des lits torrentiels.

Ainsi, les auteurs soulignent le rôle prépondérant des paramètres bioclimatiques dans l’ajustement morphologique des lits torrentiels. Ceux qui ont été mis en évidence dans d’autres secteurs de moyenne montagne s’appliquent d’autant moins à la vallée de la Clarée que sa situation en haute montagne, comprise entre 1 350 et 3 070 m d’altitude, est propice aux précipitations orageuses pouvant déboucher sur le déclenchement de laves torrentielles aux effets morphogéniques significatifs. La tendance séculaire à la rétraction de l’emprise torrentielle sur les cônes de déjection doit être interprétée comme la réponse géomorphologique des torrents à la réduction de la fréquence des crues de faible et moyenne magnitude, et non pas comme la disparition progressive d’un aléa torrentiel toujours omniprésent en haute montagne.
Alpes du Sud (France) :
Synthèse bibliographique (voir références dans l'étude)

Vallée de la Clarée (Briançonnais, Alpes françaises) :
L’évolution contemporaine de l’activité des torrents de la basse vallée de la Clarée est étudiée en se fondant, d’une part, sur l’analyse de leur cône de déjection à travers l’étude diachronique de photographies aériennes et de documents d’archives des 100 dernières années et, d’autre part, sur les résultats de l’observation de différents torrents grâce à des mesures topométriques décrivant l’évolution de leurs chenaux durant la dernière décennie.

Garitte & al 2007 - A

Lac des Braies (Dolomites, Italie) :
Une comparaison avec les principales anomalies climatiques des 2300 dernières années a été réalisée : l'optimum climatique romain (350 av. J-C 400 ap. J-C), la période de « migration des peuples » (450-750 ap. J-C), l'optimum médiéval (950-1250 ap. J-C) et le Petit Age Glaciaire (1450-1750 ap. J-C). Les laves torrentielles ne semblent être favorisées par aucune tendance climatique. Durant l'optimum climatique romain, de même qu'au cours du Petit Age Glaciaire, la fréquence des laves torrentielles est irrégulière. Le nombre de laves torrentielles / 100 ans est soumis à d'importantes variations pour les deux périodes. En revanche, la fréquence des laves torrentielles durant la période froide de « migration des peuples » et la période chaude médiévale est plus régulière et le nombre d'événements / 100 ans ne varie pas tellement.
Une comparaison de la chronologie des laves torrentielles avec les données climatiques d'une station météorologique voisine pour les 80 dernières années donne une autre perspective. La plupart des années ayant connu des laves torrentielles sont plus froides et humides que les années sans lave torrentielle (Irmler, 2003). Cette observation a également été faite par Veit (2002) et Zimmermann et al. (1997).
La nouvelle approche présentée dans cet article est basée sur l'observation qu'après une lave torrentielle des matériaux fins sont lessivés dans le lac et y forment des couches caractéristiques qui se distinguent des sédiments stratifiés annuellement de manière normale. En analysant ces couches grâce à des forages, il est possible de reconstituer une chronologie détaillée des laves torrentielles.

Irmler & al. 2006 - A

Alpes suisses – Torrent du Ritigraben (Valais) :
La reconstitution dendrochronologique de 123 coulées de débris remontant à 1570 montre que relativement peu de coulées de débris sont survenues au cours de la période 1570-1860. Cela s'explique par des étés plus frais avec des chutes de neige plus fréquentes dans la zone de départ des coulées de débris. D'après les observations d'inondations dans les rivières adjacentes, il apparaît également qu'entre les années 1860 et 1980, les coulées de débris au site d'étude auraient été déclenchées le plus souvent par des orages estivaux localisés. Depuis 1987, les événements de fin d'été et d 'automne sont traités par des systèmes météorologiques synoptiques situés au sud des Alpes. Le glissement d'activité des coulées de débris de juin-juillet à août-septembre peut être expliqué avant tout par la tendance négative observée pour les précipitations intenses d'été et la tendance légèrement positive trouvée pour les précipitations intenses d'automne au cours du 20 e siècle dans la région d'étude [Schmidli et Frei, 2005].
La fréquence des coulées de débris passées a été obtenue par dendrogéomorphologie. Les événements reconstitués ont ensuite été comparés aux données d'archives sur les inondations des rivières voisines.

Stoffel & Beniston 2006 - A

Alpes suisses - Torrent du Ritigraben  :
Les données reconstituées pour le Ritigraben montrent que des phases d'activité accentuée et des périodes de retour plus courtes qu'aujourd'hui ont existé par le passé, à savoir après 1827 et jusqu'à la fin du 19 e siècle. Après 1835 (et jusqu'au milieu des années 1890), des cumuls de précipitations considérables ont été observés pour les Alpes suisses en été et en automne.
Les fluctuations à long terme des cumuls de précipitations de la fin de l’été et de l’automne, mises en évidence par Pfister (1999), influencent à la fois la fréquence des crues en Suisse et dans le Tessin mais aussi l’activité des laves torrentielles du torrent du Ritigraben. Même si la corrélation entre le réchauffement global et une modification de la taille et du nombre de laves torrentielles a été posée de manière hypothétique, comme dans Haeberli et Beniston (1998), aucune confirmation de ce genre n’a pu être apporté dans la zone d’étude.
La fréquence des coulées de débris passées a été obtenue par dendrogéomorphologie. Les événements reconstitués ont ensuite été comparés aux données d'archives sur les inondations des rivières voisines.

Stoffel & al. 2005a - A

Alpes françaises du Sud :
L'évolution tardi- et postglaciaire des bassins-versants sud-alpins se caractérise par une période d'alluvionnement majeure responsable de la mise en place du "remblaiement postglaciaire principal" (12000 - 6000 BP). Les auteurs dressent ici un bilan des recherches qui ont porté, depuis les travaux pionniers de M. Jorda, sur le cycle de sédimentation postglaciaire principal [voir références dans l’étude].
 
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Trois étapes caractérisent la mise en place du remblaiement postglaciaire principal :

(1) Des apports caillouteux datés du Préboréal dans la vallée de l'Ubaye où ils traduisent le maintien de conditions morphoclimatiques encore instables. Mais dans le domaine subalpin (bassin du Buëch), la sédimentation caillouteuse se développe dès la fin du Tardiglaciaire et, notamment, au cours du Dryas récent. Cette coïncidence a conduit à admettre les implications majeures de cette crise morphoclimatique, reconnue partout dans les Alpes occidentales (données palynologiques et surtout évolution des fronts glaciaires d'altitude), sur le comportement hydrodynamique des cours d'eau sud-alpins ;

(2) La sédimentation est essentiellement limoneuse et limono-caillouteuse à partir du Boréal, dans la plupart des bassins. Le phénomène traduit, semble-t-il, une diminution notable de l'activité érosive sur les versants comparativement aux périodes antérieures, corrélative de la densification du couvert végétal et à l'établissement progressif d'un climat plus humide et de régime moins contrasté. La progression des espaces arboréens mésothermophiles et, en particulier, des ripisylves est à l'origine du caractère hydromorphe des dépôts et du développement de milieux alluviaux mal drainés. Néanmoins, les lits caillouteux interstratifiés dans les dépôts limoneux suggèrent des périodes de reprise de la torrentialité ;

(3) La stabilisation progressive des versants montagnards aboutit à une phase de pédogenèse, clairement identifiée dans la zone intra-alpine (sols bruns calciques datés entre 6300 et 5700 BP) et synchrone de l'optimum bioclimatique postglaciaire (deuxième moitié de l'Atlantique). Le remblaiement s'achève localement par des apports caillouteux, en discordance de ravinement sur les assises limoneuses ou les paléosols enterrés. Ce renversement de tendance prélude à l'instabilité accrue des bassins-versants qui caractérise toute la seconde partie de l'Holocène (crises érosives climato-anthropiques).

L'enchaînement des différentes étapes de la sédimentation obéit assez fidèlement aux grandes tendances de l'évolution bioclimatique des paléoenvironnements sud-alpins révélées par les travaux des palynologues. Dès lors, se trouve proposé un modèle caractérisé par une certaine continuité morphodynamique, mais dans lequel sont encore mal perçus les rythmes de l'activité détritique. Cependant M. Jorda réfutait en 1993 l'image d'une évolution résumée à une simple courbe ascendante de l'amélioration climatique. Les changements qui affectent en particulier la torrentialité du bassin de l'Ubaye démontrent, en effet, que des crises érosives ont répondu à des variations significatives du volume, du régime saisonnier et de l'intensité des précipitations. Cette interprétation trouvera plus tard confirmation dans les travaux de C. Miramont et O. Sivan.
En 1980, M. Jorda proposait un premier schéma chronostratigraphique de l'évolution tardi- et postglaciaire des bassins-versants sud-alpins. Dans les Alpes du Sud, ce modèle chronoclimatique a été à la base de cinq travaux de thèse menés depuis les années 1990 (Gautier, 1992 ; Rosique, 1996 ; Ballandras, 1997 ; Miramont, 1998 et Sivan, 2002). Ceux-ci ont affiné sensiblement le cadre chronologique et les interprétations biomorphoclimatiques de l'activité fluviatile des 30 derniers millénaires. Mais ils ont surtout envisagé les réponses diversifiées des systèmes fluviaux aux mutations des paléoenvironnements, et les rythmes et ruptures de leur évolution. Les avancées les plus significatives concernent la période d'alluvionnement majeure responsable de la mise en place du remblaiement postglaciaire principal (12000 - 6000 BP). Elles ont tiré profit de la grande richesse paléontologique des formations alluviales postglaciaires des bassins-marneux subalpins (troncs subfossiles, débris charbonneux, malacofaunes et pollens) qui autorise l'utilisation croisée de divers indicateurs chronologiques et/ou paléoécologiques.

Miramont & al. 2004 - A

Alpes françaises du sud – Vallée de la Haute Ubaye (Alpes-de-Haute-Provence) :
Le bassin de Barcelonnette offre un bon exemple de l'étagement des écosystèmes et des domaines morphogéniques intra-alpins dont les caractéristiques dynamiques ont évolué au cours du Postglaciaire en fonction des seuls paramètres naturels dans un premier temps, puis des défrichements et de la mise en valeur agro pastorale. Deux «étages» morphodynamiques résument assez bien cette évolution : le secteur médian des versants et des gradins glaciaires latéraux progressivement investis par les hommes au cours de la Protohistoire [cf. page 'Erosion'], le domaine inférieur des fonds alluviaux affectés par les crues et la torrentialité, et qui semblent avoir été colonisés beaucoup plus tardivement [ci-dessous].
 
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L'évolution postglaciaire des vallées : un détritisme alluvial largement tributaire de la torrentialité

Globalement deux ensembles de formations alluviales se succédant dans le temps peuvent être distingués :

(1) Un premier ensemble à prédominance limoneuse qui constitue une basse terrasse d'une dizaine de mètres d'altitude relative le long du cours inférieur des principaux affluents de l'Ubaye : le «Remblaiement postglaciaire principal». Cette longue phase de sédimentation plurimillénaire caractérise l'ensemble du «bassin durancien» au cours de l'Holocène inférieur et moyen. Dans le bassin de Barcelonnette l'évolution verticale de ces dépôts reflète l'histoire bioclimatique des premiers millénaires de l'Holocène. La base fréquemment caillouteuse des stratigraphies souligne l'instabilité morphoclimatique qui affecte le Dryas récent et le début du Préboréal. Ultérieurement une récurrence torrentielle d'âge boréal, fortement marquée sur de nombreux torrents, précède la mise en place d'une séquence limoneuse à caractères hydromorphes contemporaine de la majeure partie de l'Atlantique et de la phase de plénitude des étages forestiers (datations isotopiques 14C). On assiste ainsi depuis le Boréal à un engorgement progressif des talwegs sous des apports limoneux ou limono-caillouteux d'origine proche et sans doute filtrés et piégés le long des ripisylves (fréquence des troncs de pins enracinés et fossilisés dans les sédiments alluviaux ou colluviaux de plusieurs torrents. Ces fonds de vallées mal drainés, instables, soumis à des débordements saisonniers devaient constituer au Néolithique un milieu répulsif et un obstacle à la pénétration et aux déplacements d'éventuels groupes humains fréquentant le bassin de l'Ubaye. Le remblaiement postglaciaire principal s'achève, au cours de la seconde moitié de l'Atlantique par de nouveaux apports torrentiels caillouteux qui mettent un terme à la sédimentation limoneuse et confirment le renversement de la tendance morphodynamique observée à la même époque dans les stratigraphies des versants. La présence fréquente des charbons de bois dans ces dépôts torrentiels s'accorde avec l'hypothèse d'une intervention humaine précoce (Néolithique moyen).

(2) Un second ensemble constitué de dépôts plus caillouteux et des laves torrentielles emboîtés dans la formation précédente et qui se prolongent généralement à l'aval par les grands cônes de déjection (bassin de Barcelonnette). Au cours des quatre derniers millénaires, les stratigraphies alluviales du bassin de l'Ubaye ont enregistré deux crises torrentielles majeures. La crise la plus ancienne débute à l'âge du Bronze sur certains torrents, mais elle s'affirme surtout à l'âge du Fer. Cette phase torrentielle a été reconnue et datée dans l'ensemble du bassin durancien et en Basse Provence. En Ubaye, elle est responsable de l'élaboration majeure des grands cônes de déjections que la tradition attribue à tort essentiellement à la période historique. L'origine et l'intensité du phénomène sont à rechercher vraisemblablement dans l'interférence d'un accroissement de la pression anthropique à tous les étages et de la dégradation climatique fraîche et humide qui marque dans les Alpes le début du Subatlantique. La même origine climato-anthropique paraît caractériser la crise torrentielle des Temps Modernes, qui a suscité au XIXe siècle la prise de conscience claire des méfaits de la déforestation et de la «surexploitation» agro pastorale du milieu montagnard. La recrudescence de l'activité érosive n'aurait certainement pas eu la vigueur qu'on lui reconnaît sans la dégradation climatique fraîche et humide dite du «Petit Âge Glaciaire» alpin (XVe- XIXe siècles) dont la réalité est maintenant bien établie.
Les auteurs font le bilan de leurs connaissances à partir de la géomorphologie et de l'archéologie de ces milieux montagnards. Les résultats des prospections des géomorphologues et des archéologues sont comparés point à point pour essayer de comprendre les différentes phases du peuplement préhistorique, historique, médiéval et moderne et leurs interactions avec le milieu montagnard. Ils démontrent l'impact des activités anthropiques dès l'apparition de l'homme dans ces paysages instables et malmenés par les aléas climatiques. [Voir références dans l’étude]

Müller & al 2004 - A

Torrent d'Illgraben :
Des changements majeurs sont apparus au site d'étude entre le milieu de la phase chaude, comprise entre 1200 et 1550 et correspondant à une exploitation nouvelle et intense du territoire, et le milieu du Petit Age Glaciaire. Les transitions entre les périodes ne correspondent pas à une augmentation des inondations sur le cône de déjections. Il est difficile de séparer l'effet du seul climat et l'impact de changements d'anthropiques.

La comparaison des événements bien documentés des dernières décennies (de 1932 à 2000) et des précipitations à Sierre (ville localisée à 4 km) ne montre aucune tendance dans la relation intensité des pluies - déclenchement d'événements. En outre, l'événement le plus important enregistré (1961) s'est produit lors de précipitations très faibles.

La prévision de la fréquence et de l'intensité des événements de transport solide dans de tels torrents est impossible si les facteurs géologiques et anthropiques ne sont pas pris en compte (chutes de rochers, formation de cônes de déjection, déboisement, barrages, etc.). Ceux-ci ne peuvent être directement reliés au changement climatique. Même s'il n'est pas totalement contrôlé par la fourniture sédimentaire, l'activité de ce torrent montre une faible corrélation avec les précipitations.
Quatre sources principales ont été utilisées pour couvrir la vaste période à étudier (le dernier millénaire) : la dendrochronologie, l'analyse stratigraphique, la datation au radiocarbone (C14) et les enregistrements historiques.

Bardou & al 2003 - P

Alpes françaises :
Le Petit âge glaciaire (1250-1850, période plus froide et plus humide que l'époque actuelle) semble avoir favorisé une érosion torrentielle intense et accru la production sédimentaire, notamment la fréquence des laves torrentielles. L'influence de cette péjoration climatique a pu s'exercer directement sur la dynamique des processus érosifs et indirectement par modification de la couverture végétale. Elle varierait selon l'altitude, seuls les bassins versants de haute altitude auraient été touchés. Si on admet son impact sur une recrudescence de l'érosion et des crues torrentielles au début du 19e siècle, on est conduit à s'interroger sur le rôle du surpâturage et du déboisement largement mis en avant par les forestiers et à n'en faire qu'un facteur aggravant.

Torrent du Manival (Isère) :
Sur le bassin du Manival, les évolutions de l'utilisation des terrains et de la couverture végétale ne sont pas significatives, dans l'état actuel des connaissances, du point de vue des crues ou de l'érosion torrentielle.
Entre l'époque des travaux de correction du RTM (1880-1920) et l'état actuel ou récent, les principaux types de zones d'apport de matériaux au Manival ont subsisté et l'extension de la couverture végétale n'a ainsi que peu entamé le potentiel de fourniture.
Les légères irrégularités dans le rythme des crues torrentielles seraient conformes à ce qu'on peut attendre du côté aléatoire du fonctionnement des torrents, incluant des abats d'eau ou des mouvements de masse chroniques et modérés, et il n'est donc pas possible de les attribuer à des modifications des facteurs climatiques, anthropiques (aménagement RTM) ou cataclysmiques (apports massifs de matériaux par mouvement de masse). En d'autres termes, ni la fin du Petit âge glaciaire, ni la correction active et les changements dans l'utilisation du sol, ni les mouvements de masse intervenus n'auraient modifié les crues torrentielles significatives du Manival depuis 1800.
• Enquête historique approfondie [dans le cadre du programme "Historisque"] se fondant sur l'inventaire des sources de documents relatifs à ce cours d'eau.
• Mise en œuvre d'un test de stationnarité sur le processus d'occurrence, qui consiste à reporter sur un graphique le rang de chaque événement (par ordre chronologique de la lave) en fonction du temps. La comparaison de cette courbe expérimentale avec l'intervalle de tolérance à 90% permet de disposer d'un critère statistique pour l'acceptation de l'hypothèse de stationnarité du processus des crues.

Lang & al 2003 - E

Alpes françaises du Sud et région Méditerranéenne :
Les corrélations entre les enregistrements du niveau des lacs et de l'activité fluviale dans la région de la Méditerranée occidentale et les enregistrements paléohydrologiques du nord de l'Afrique et d'Europe centrale suggèrent une distinction, dans la région Méditerranéenne occidentale, entre une période au début de l'Holocène marquée par des conditions plus froides et plus humides qu'à présent, favorables aux arbres caducifoliés tempérés, et, après 5000 BP, une période plus tardive avec un climat plus chaud et plus sec à l'Holocène supérieur. Cette seconde phase a été favorable à l'extension des arbres sclérophylles à feuille persistantes, possiblement renforcée par les activités humaines. Ces deux périodes successivs au cours de l'Holocène reflètent les changementsdans l'ensoleillement estival induits par les variations de l'orbite terrestre. En outre, surimposées à cette tendance climatique générale, des oscillations climatiques séculaires ont ponctué l'ensemble de la période holocène. Des phases de diminution de l'activité fluviale se sont produites vers 11 500, 10 500, 9000, 7000, 4000, 3000, 2000 et 800 cal BP. Ces baisses coïncident avec l'abaissement du niveau des lacs dans le Jura et le retrait des glaciers dans les Alpes, et pourraient avoir été associées à une expansion temporaire des arbres sclérophylles. Ce motif général pourrait avoir résulté d'un déplacement alternativement vers le sud et vers le nord du courant-jet atlantique.
Analyse bibliographique
[Voir aussi la section 'Erosion']

Magny & al. 2002 - A

Alpes françaises du Sud – Bassins versants du Saignon et de la Durance :
La plupart des bassins marneux de Moyenne Durance contiennent des dépôts alluviaux holocènes (glacis-terrasses et cônes) pouvant atteindre 20 à 30 mètres d'épaisseur au pied des versants. La présence de ces dépôts montre, qu'à certaines périodes de l'Holocène, la tendance morphogénique a pu être, à la différence d'aujourd'hui, au comblement des fonds des vallons ["Remblaiement holocène principal"]. Dans le bassin versant du Saignon, l'étude dendrogéomorphologique de remblaiements à bois subfossiles permet de mettre en évidence des crises érosives et sédimentaires lors des premiers millénaires de l'Holocène. Ces crises ne sont pas des événements de type catastrophique (glissement de terrain, coulée boueuse…) car les arbres sont encore en très grande partie enracinés. A un moment où l'empreinte de l'Homme est encore très discrète dans la région pré-alpine, le déclenchement de ces crises ne peut être mis en relation qu'avec des oscillations climatiques et en particulier avec une fréquence élevée d'épisodes orageux de forte intensité. Cette interprétation s'accorde bien avec les travaux des paléoclimatologues qui mettent en évidence des oscillations brutales du climat au cours de la première partie de l'Holocène, et ce en relation avec la fin de la déglaciation [voir références dans l’étude].

La chronologie des crues de la Durance établie depuis le XIVe siècle met en évidence entre les années 1350 et 1900 une crise hydro-sédimentaire complexe contemporaine d'un maximum d'occupation humaine sur les versants (maximum démographique, défrichements, surpâturage) et de la dégradation climatique du Petit Age Glaciaire. Cette période est globalement caractérisée par des températures moins élevées qu'aujourd'hui et surtout par des précipitations d'intensité particulièrement importante, sans pour autant que les totaux pluviométriques soient supérieurs à ceux du XX° siècle. La fin du Petit Age Glaciaire correspond à un phénomène d'exode rural et d'aménagement des pentes. La reforestation spontanée et anthropique du bassin semble avoir eu un effet important sur la réduction des flux détritiques, plus que sur la raréfaction des crues de la Durance et de ses affluents qui sont des phénomènes dépendants avant tout de la variable climatique et de l'occurrence des précipitations de forte intensité.
Cet article aborde le thème de l'histoire de l'érosion dans les Alpes du Sud à travers deux exemples (Synthèse bibliographique) :

(1) L'évolution de la dynamique érosive dans les bassins de "Terres Noires" préalpins. L'étude des remblaiements alluviaux fournit des données sur l'évolution des modalités et des rythmes de l'érosion au cours de la première partie de notre interglaciaire, avant que l'homme n'intervienne sur le milieu. Une étude fine a été réalisée sur un bassin versant témoin – le Saignon – représentatif de l'évolution morphogénique sud-alpine. Un relevé topographique et un échantillonnage systématique des troncs d'arbres subfossiles a été réalisé dans le but d'une étude dendrogéomorphologique.

(2) La variation temporelle de la fréquence des crues de la Durance. Une chronologie des crues de la rivière est établie depuis le XIVe siècle à partir des documents d'archives ; elle est associée à l'analyse diachronique de la morphologie de la rivière à partir de cartes anciennes.

Ces deux exemples soulignent la variabilité des modalités et des rythmes des processus érosifs dans le temps et le rôle essentiel de la variable climatique.

Miramont & al 2000 - A

Grandes vallées alpines et leur piedmont :
Le régime des précipitations et l'intensité de la dégradation du couvert végétal, liées à l'action humaine, sont responsables d'une brutale crise de la torrentialité au cours du Petit Âge Glaciaire. Au coeur des Alpes, la crise torrentielle a débuté précocement dans les têtes de bassins, soit dès le milieu du XIVe siècle (Bravard, 1989). Cette constatation a permis de vieillir le début de la crise du Petit Âge Glaciaire par rapport à des critères tels que la progression des glaciers.
Pour les grandes vallées alpines et leur piedmont, les études de paléo-dynamique fluviale réalisées depuis une quinzaine d'années sur la base de carte anciennes et de textes ont été analysées.

Bravard 2000 - P

Alpes suisses (Val Müstair) :
Le cône de déjection de Multetta au-dessus de Tschierv (Val Müstair) a été étudié depuis 1996 afin de déterminer les dates et donc la fréquence des laves torrentielles. Une plus grande fréquence des cicatrices entre le milieu du 18e siècle et la fin du 19ème siècle, indique une activité morphologique nettement plus élevée au cours du dernier pic du Petit Age Glaciaire. Cette fréquence élevée pourrait avoir été causée par des fluctuations du niveau du pergélisol, dont la limite inférieure se trouvait entre 100 et 300 m au-dessous du niveau actuel (Haeberli, 1992; Schindler et al, 1993; Haeberli et al, 1997). Ces fluctuations peuvent avoir brièvement stabilisé les débris dans des zones critiques du bassin versant, mais par la suite les ont rendus particulièrement instables. Par conséquent, un plus grand nombre de petites laves torrentielles s’est produit dans la zone d'étude, provoquant le nombre élevé de blessures aux arbres.
Les objectifs de cette étude étaient (1) d'identifier les laves torrentielles sur la base de la stratigraphie, (2) de dater ces événements par analyse dendrochronologique, et (3) de déterminer la fréquence des laves torrentielles. Le matériel prélevé sur des pins de montagne, avec son adaptabilité extrême et longue durée de vie, a permis la construction de chronologies sur une période de quatre siècles ou plus. Les changements brusques de croissance des cernes d’arbres, les cicatrices d'impact, et la formation de racines adventives ont permis une datation précise par des méthodes dendrochronologiques.

Baumann & Kaiser 1999 - A

Alpes françaises du Sud – Alpes duranciennes :
À la différence des stratigraphies étudiées dans le monde méditerranéen (Neboit, 1991), les dépôts torrentiels historiques alpins ne montrent, en général, que des dépôts liés à des laves et des charriages, dont le faciès ne diffère guère des faciès de même type datés du début de l'Holocène (Ballandras, 1997). Dans la grande majorité des bassins-versants torrentiels s.s. étudiés, la part des débris liés aux actions anthropiques apparaît minime par rapport à des phénomènes d'érosion et de transport placés uniquement sous la dépendance des conditions climatiques. L'anthropisation du milieu n'est pas uniforme sur l'ensemble des Alpes françaises, que ce soit du point de vue de l'évolution de la population ou du point de vue de l'exploitation des terroirs. La crise climatique du Petit Age Glaciaire apparaît plus ubiquiste dans ses effets.

Les études géomorphologiques menées dans les bassins-versants torrentiels alpins permettent de montrer que les processus suivants se sont déroulés au cours du P.A.G. (Ballandras, 1997) : (1) L'augmentation des stocks sédimentaires. Il s'exprime par l'accroissement de l'éboulisation dans les bassins de réception élevés, en liaison avec une légère descente altitudinale des isothermes annuels moyens et peut-être, à l'étage des versants, par une augmentation de la fréquence des mouvements de terrain, la présence d'eau y serait plus abondante en été à cause des précipitations, mais aussi par des températures plus basses, limitant l'évapotranspiration des plantes. (2) Le transfert de ces stocks vers les talwegs. Ce processus semble également exacerbé par l'intensification du rythme des coulées de débris, du rythme des avalanches et du ravinement dans les bassins de réception. Le cas est très net à l'amont du Riou Bourdoux en Ubaye (Idem). (3) L'évacuation des stocks vers les fonds de vallées. Elle est permise par l'accroissement du nombre de crues avec transport d'une grande quantité de matériaux solides sous forme de laves ou de charriages généralisés. Ces crues peuvent être liées à une augmentation des précipitations de forte intensité et/ou à une diminution des seuils de précipitations efficaces : lors des étés « pourris », les versants sont rapidement saturés en eau comme ce fut le cas lors de l'été 1987 (Ballandras, 1993). Cette intensification de la météorisation et des processus de transfert de charge a pour corolaire l'exhaussement des lits des torrents et la croissance des cônes de déjection. Plus en aval, les torrents alimentent en charge solide les rivières principales qui connaissent une métamorphose de leur lit au cours des Temps Modernes (Bravard, 1992; Ballandras, 1997...) : le P.A.G. correspond donc bien à une crise morphoclimatique affectant non seulement les glaciers, mais également tous les étages de la montagne alpine.
Synthèse bibliographique.

Ballandras 1998 - A

Alpes françaises  :
Des éléments incontestables disponibles pour les Alpes françaises montrent que les coulées de débris sont déclenchées par des pluies torrentielles de forte intensité se produisant durant l'été et l'automne, tandis que la fonte des neiges ne provoque que rarement des coulées de débris.
 

Corominas & al 1994 - R: EPOCH


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Départements de la Savoie, des Hautes-Alpes et des Alpes-de-Haute-Provence :
La connaissance des conditions de déclenchement des laves torrentielles dans les Alpes françaises, reste très mal connue ce qui rend particulièrement difficile la mesure des impacts du changement climatique sur le fonctionnement de ce processus. Dans le cadre du projet SCAMPEI, les chercheurs du LGP ont constitué une base de données de 607 laves sur une zone couvrant trois départements des Alpes françaises (73, 05, 04) dont le déclenchement est postérieur à 1970. Une première approche a consisté à déterminer les seuils d’intensité/durée de précipitations issues de Safran et des observations à l’origine du déclenchement de ces laves. Les résultats de cette approche classique montrent que ce processus a lieu pour des seuils d’intensité inférieurs à 10 mm/h et/ou de durée inférieure à 3 jours. En complément une analyse probabiliste montre que dans les Alpes du Nord les années à lave sont liées aux précipitations de longue durée alors que dans les Alpes du Sud l’activité du processus est contrôlée par des précipitations extrêmes (P>20 mm).
A partir des données quotidiennes de Safran sur les Alpes (température et précipitations), un modèle statistique de probabilité de déclenchement de laves torrentielles a été constitué en utilisant toutes les chroniques disponibles de ce genre d'événement (Pavlova et al., 2012).

SCAMPEI 2012 - R

Alpes suisses – Glacier Bonnard / torrents de Pétérey et de Tracuit (Valais) :
Dans le cadre du projet stratégique Alcotra RiskNat (activité B1-C1), une étude porte sur une zone inscrite dans le permafrost au niveau du glacier Bonnard et constituant la principale source d’alimentation en matériaux déclencheurs pour les laves torrentielles des torrents de Pétérey et de Tracuit. Le secteur constitué par une moraine très raide présente une rupture de pente sur laquelle des matériaux gelés qui la surplombent progressent encore à l’heure actuelle, plus ou moins rapidement selon les secteurs. L’ensemble de la zone s’affaisse progressivement. L’étude a pour objectif l’estimation (1) du volume total de la réserve de sédiments à disposition stockés dans la masse en mouvement, et (2) des volumes disponibles au niveau événementiel pour les laves torrentielles. Le but est de fournir des éléments utiles à la gestion du risque de débordements torrentiels dans le village de Zinal situé en aval, que ces torrents séparent en différents quartiers, dans la perspective d’une éventuelle adaptation de cette gestion aux effets du changement climatique.
 
→ Détails...
Les mesures GPS effectuées sur 150 points et renouvelées chaque année entre 2006 et 2009 ont permis de mettre en évidence un champ de déplacement assez hétérogène présentant des zones de déplacement rapide et des zones stables ou sub-stables. La moyenne des vitesses augmente depuis 2006, sans que l’on sache encore si cette tendance est directement liée à l’augmentation récente des températures et si elle va se poursuivre, ou si les déplacements vont plutôt adopter un caractère sinusoïdal alternant des phases d’accélération et de décélération. On voit que les observations nécessaires pour prendre en compte l’hétérogénéité spatiale de ces déplacements doivent descendre à un niveau d’échelle assez précis.

L’ensemble de ces données fournit des éléments préliminaires à la compréhension du fonctionnement de ce corps gelé et ont permis une première estimation des volumes de matériaux en présence. Le volume total de matériaux en mouvement stockés à l’amont du village de Zinal ainsi évalué est de 1,5 millions de m3 et le volume de matériaux immédiatement mobilisables par des laves torrentielles est évalué à 40 000 m3 pour l’un des torrents et 6000 m3 pour l’autre. Cet exemple illustre le fait que l’évaluation de l’impact des changements climatiques sur ce type de phénomènes requiert à la fois des investigations détaillées et un suivi continu et inscrit dans la durée sur la base d’un grand nombre de points de mesure. Vu le nombre d’observations nécessaires, il y a donc « un niveau d’échelle à passer » impliquant des moyens importants, que les décideurs ne sont pas encore forcément prêt à mettre en œuvre.
Des investigations de surface ont été mises en œuvre pour mieux connaître la structure et la dynamique de cette zone. Elles comprennent des mesures de déplacement par GPS différentiel (DGPS) et des reconnaissances géophysiques en forages et par sismique réfraction.  

→ Détails...
Pour relier l’évolution des vitesses de déplacement à celle des températures de surface, un réseau de capteurs est en cours d’installation. Des développements techniques ont été effectués pour permettre la consultation des données on-line (ce dispositif est encore en phase de test). À terme, l’interprétation de la courbe reliant vitesses de déplacement et températures devrait permettre de dégager des perspectives d’évolution future.

Pour mieux comprendre les liens entre les différentes zones individualisées par les mesures de vitesse et leur rôle dans l’alimentation aux torrents, il est par ailleurs nécessaire d’examiner la nature des matériaux à l’intérieur de la masse du « glacier rocheux ». Une série de 14 forages a été réalisée. De plus, des inclinomètres installés dans les forages ont permis de préciser la répartition en profondeur des vitesses de déplacement. Ces données de forages ont été complétées par 11 profils de sismique réfraction sur l’ensemble de la zone. Leur interprétation en trois dimensions permet de distinguer la roche en place , la présence de glace, soit pure soit mélangée avec des matériaux et des matériaux plus meubles en surface.

Bardou 2011 - P

Espace Alpin :
Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Il n'existe aucune preuve concluante d'un effet du changement dans la fréquence et l'intensité des laves torrentielles.
Stoffel et al. (2008) suggèrent que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes suisses. Cela contraste avec les autres éléments de preuve, par exemple Pelfini et Santilli, (2008), qui mettre en évidence une tendance à la hausse de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes cent
rales italiennes. Les laves torrentielles sont clairement sensibles aux précipitations de forte intensité et à leur durée en fonction des caractéristiques des bassins versants. Quoi qu'il en soit, les liens entre les variations des précipitations et des laves torrentielles sont loin d'être bien compris. À l'heure actuelle, aucun modèle conceptuel largement convenu des impacts du changement climatique sur les laves torrentielles ne semble exister
 .
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire. Ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire. Les contextes d'exposition aux aléas torrentiels sont brièvement discutés.

EURAC 2011 - R: CLISP

Alpes françaises – Département de l'Isère :
Le constat fait depuis quelques années est une augmentation de l’intensité des phénomènes météorologiques, comme l’illustrent les crues violentes et très localisées de la Valdaine en juin 2002, qui ont été un désastre pour le réseau routier, et des traces de cet événement subsistent dans le paysage encore aujourd’hui. On observe des amplitudes thermiques importantes sur des laps de temps très restreint, ce qui paraît être un phénomène assez général (également constaté en Savoie). En conséquence, on a une augmentation apparente des phénomènes de type érosif, avec des épisodes de ruissellement qui entraîne une érosion importante des talus routiers. Les événements de ce type autrefois considérés comme exceptionnels deviennent communs. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches.

Le Bidan 2011 - P

Alpes françaises – Département de la Savoie :
Malgré les moyens importants mis en œuvre pour la gestion quotidienne des risques naturels, les services du département ont des difficultés croissantes pour faire face à des phénomènes « qui surviennent de plus en plus hors saison et avec des intensités de plus en plus marquées ». Certaines évolutions constatées traduisent de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés :
• Variations très importantes des températures dans un laps de temps très court.
• Brutalité des évènements climatiques (pluies diluviennes, périodes de gel/dégel intenses) pouvant être très localisés et de ce fait très difficiles à prévoir.
• Recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver.
• Intensification apparente des crues torrentielles (plusieurs phénomènes en 2010).
• Recrudescence apparente des glissements superficiels, mais pas d’évolution notable concernant les glissements profonds.
• Modification des périodes d’occurrence des coulées de neige provenant des talus routiers, qui surviennent de plus en plus en plein hiver (alors qu’elles se produisaient plutôt à partir du mois de mars auparavant, en période de fonte des neiges)
.
Avec un réseau routier de montagne (dont 1000 km sont situés à plus de 1000 m d’altitude) et un parc d’ouvrages de protection contre les risques naturels important et varié, le service Risques Naturels du CG73 a mis en place un observatoire des Risques Naturels. Tous les événements qui se produisent sur les routes du réseau départemental font l’objet d’une information au centre de gestion centralisée (OSIRIS) basé à Albertville, qui les répercute aux différents acteurs en charge de la gestion de crise, en coordination avec la Protection Civile.

Lescurier 2011 - P

Alpes :
Lorsque les fronts des glaciers rocheux surplombent des versants abrupts, des processus secondaires peuvent mobiliser les débris libérés. Ce phénomène et l’activité d’éboulement dans les zones de permafrost peut augmenter, par exemple, l’alimentation en débris et donc le volume des charriages de débris. Le permafrost peut influencer l’activité des laves torrentielles de différentes manières, principalement en augmentant l’alimentation en débris vers le système torrentiel mais aussi en influençant les modalités d’écoulement de l’eau. Mais l’influence du permafrost sur le charriage des débris dépend principalement des caractéristiques spécifiques du bassin versant torrentiel. La fonte de la glace dans les sols gelés ou les versants d’éboulis suite à l’épaississement de la couche active peut entraîner la perte de la glace interstitielle qui stabilisait le matériau. Ceci peut augmenter la quantité de matériaux mobilisables, provoquer l’affaissement du sol dans les zones plates et des mouvements de terrains sur les versants en pente. Dans les versants abrupts, le permafrost influence la conductivité hydraulique et la stabilité générale du versant. En été, la couche active est souvent saturée car la couche de permafrost est un aquiclude. La capacité d’infiltration est de ce fait faible et le ruissellement superficiel élevé. Le toit du permafrost peut agir comme une surface de rupture favorisant les glissements de terrain dans la couche active. Conséquences possibles : glissement de la couverture de débris, subsidence dans les matériaux de surface et mouvements de terrain consécutifs. La fonte de la glace du sol contribue à la formation de phénomènes thermokarstiques et de lacs thermokarstiques suivie d’inondations dues à la vidange de ces lacs.
Le WP6 du projet PermaNET a étudié le lien entre le permafrost et les risques naturels dans des conditions de changement climatique. Le groupe de travail a évalué plusieurs méthodes de détection et de suivi des mouvements de terrain liés au permafrost et fait des recommandations pour la gestion des risques dans les zones affectées par la dégradation du permafrost. Un état des connaissances sur les risques liés au permafrost et à la dégradation du permafrost a été élaboré, notamment concernant les laves torrentielles. Chaque chapitre résume les connaissances actuelles sur ces processus et leur lien avec le changement climatique et est illustré par plusieurs études de cas récentes réalisées dans les Alpes.

Mair & al. 2011 - R: PermaNET

Alpes françaises :
Les écoulements torrentiels ont la caractéristique d’être constitués à la fois d’eau et de sédiments, et se caractérisent surtout par leur partie sédimentaire (composante solide).

Concernant la partie « eau » (composante liquide), les conclusions pour les torrents sont semblables à celles sur les rivières quant à l’impact du changement climatique : on ne détecte pas d’évolution notable dans un sens ou dans l’autre pour la partie liquide des crues des torrents. Un point important est que le déficit de données hydrométéorologiques est sans doute encore plus criant pour les torrents que pour les bassins versants de plus grande taille.

Concernant la partie sédimentaire (composante solide), dont les laves torrentielles sont principalement constituées (elles peuvent contenir jusqu’à 3 ou 4 fois plus de sédiments que d’eau), l’effet le plus notable (et d’ores et déjà observé) est l’apparition de nouvelles sources de sédiments mobilisables, en particulier consécutivement à la fonte du pergélisol dans certains secteurs. Ce phénomène est plus directement lié à l’évolution des températures.
 

Richard 2011 - P

Monde / Région méditerranéenne :
Au cours des dernières décennies, plusieurs auteurs [voir références dans l'étude] ont suggéré que les changements climatiques sont en train de produire une rapide augmentation de la fréquence et de l'intenisté des événements de précipitations intenses. En conséquence, la fréquence des phénomènes liés à la pluie, tels que crues, les mouvements de terrain et les laves torrentielles, est en train de changer partout à travers le mondeavec potentiellement de lourdes conséquences économiques et sociales. Cependant, l'influence du changement climatique global sur l'augmentation des pluies intenses dans la région méditerranéenne n'est pas encore complètement comprise. En fait, les résultats des études précédentes montrent des tendances contrastées dans les événements de fortes précipitations au siècle dernier entre l'Europe occidentale et orientale et l'Italie insulaire et péninsulaire.

Bassin d'Acquabona près de Cortina d’Ampezzo (Dolomites, Alpes italiennes orientales) :
 
→ Contexte...
Les laves torrentielles peuvent être initiées par différents processus, tels que les glissements de terrain et le ruissellement de surface. Dans le secteur d'étude, des laves torrentielles canalisées caractérisées par la mobilisation du matériel constituant le lit torrentiel se produisent principalement, pour lesquelles trois facteurs essentiels sont requis : i) la disponiblité en matériel sédimentaire, ii) des lits en forte pente, et iii) le ruissellement de surface, dérivant principalement de la pluie. L'apport en eau requis pour l'occurrence des laves torrentielles est très sensible aux variations du régime des pluies, qui peuvent être associées aux changements climatiques.

Dans le secteur d'étude, les laves torrentielles se produisent sur les versants ou dans les chenaux, drainant des petits bassins versants rocheux et très pentus, sans végétation et presque pas de sols ; les chenaux sont généralement profondément incisés dans d'épaisses couverturs d'éboulis. Les bassins répondent de façon spectaculaire aux pluies estivales localisées de forte intensité et courte durée, avec des intensités supérieures à 15mm en 30 min, qui génèrent rapidement de forts débits, générallement au-dessus de 1 m3/s. Les laves torrentielles partent généralement sous forme de ruptures du lit torrentiel causées par l'écoulement de surface. Cette condition est assez courante dans les Alpes européennes. L'occurrence des laves torrentielles dans le secteur d'étude n'est pas affectée par les précipitations antécédantes à long terme en raison de la forte perméabilité des sols.

Les événements pluvieux de forte intensité et courte durée dérivés des données collectées entre 1990 et 2008 montrent une augmentation du nombre d'événements de pluies exceptionnelles. Les résultats obtenus dans le cadre d'une analyse des pics supérieurs à un seuil ("peak-over-threshold") appliquée aux données pluviométriques mesurées à la station de Faloria pour les périodes 1990–1998 et 1999–2008 montrent clairement que le temps de retour des événements au-dessus d'un seuil calculé pour différentes valeurs seuil a diminué au cours de la dernière décennie. Quel que soit le seuil considéré, le nombre d'événements au-dessus du seuil qui caractérise la période 1999–2008 est toujours supérieur à celui de la période 1990–1998. Par exemple, pour le seuil critique de 4.9 mm/10 min, le nombre annuel moyen d'événements au-dessus du seuil a augmenté de 2,8 pour la période 1990–1998 à 3,9 pour la période 1999–2008. Ces résultats suggèrent que les changements climatiques locaux pourraient entraîner une augmentation de la fréquence des événements pluvieux capables de déclencher des laves torrentielles dans le secteur d'étude.
Monde / Région méditerranéenne : Revue bibliographique

Bassin d'Acquabona près de Cortina d’Ampezzo (Dolomites, Alpes italiennes orientales) : Analyse des pluies et des débits enregistrées par le système de surveillance d'Acquabona
 
→ Détails...
Débit des laves torrentielles et seuil pluviométrique de déclenchement : Les données pluviométriques enregistrées par le système de surveillance d'Acquabona (Cortina d’Ampezzo) ont été analysées pour évaluer le seuil pluviométrique minimal de déclenchement des laves torrentielles, le bassin d'Acquabona étant considéré, de par ses caractéristiques géomorphologiques, lithologiques et hydrologiques, représentatif de l'ensemble du secteur d'étude. Le pluviographe est installé dans la zone de départ des laves torrentielles et échantillonne les pluies à 0,20 s (5 Hz). Les donées pluviométriques enregistrées entre 1997 et 2001 ont été considérées. Les variables suivantes ont été sélectionnées pour l'analyse des pluies et des débits dans le bassin d'Acquabona : précipitations totales, intensité maximale (sur 10 min), et durée des précipitations.

Analyse des dépassements de seuil : Depuis 1990, le réseau météorologique régional a été mis à jour ; le jeu de données actuel est composé de données collectées avec une résolution temporelle de 5 minutes. Cinq pluviomètres automatiques (Faloria, Podestagno, Cortina, Passo Falzarego et Villanova) ont été considérés dans l'analyse de l'occurrence des événements pluvieux présentant des caractéristiques similaires à celles des événements qui ont déclenché des laves torrentielles. D'après les observations, les événements avec des intensités maximales supérieures à 4.9 mm/10 ont été considérés. L'analyse des pics au-dessus d'un seuil ("Peak-Over-Threshold", POT) montre clairement que le temps de retour augmente avec les valeurs seuil considérées. Des analyses analogues ont été menées pour deux périodes, 1990–1998 and 1999–2008, pour investiguer les possibles variations de la fréquence des événements au-dessus du seuil, potentiellement liées aux changements climatiques.

Floris & al. 2010 - A

Alpes suisses - Bassin versant du Ritigraben :
L'ensemble des données existantes pour le glacier rocheux du Ritigraben et son système torrentiel est unique et permet un premier aperçu des contrôles et de la dynamique des processus liés au pergélisol et de l’activité des laves torrentielles dans un environnement de haute altitude en constante évolution et en cours de réchauffement. Alors que le glacier rocheux du Ritigraben a toujours constitué un réservoir de sédiments les laves torrentielles associées, les taux annuels de déplacement horizontal du corps du glacier rocheux sont restés assez faibles, de l'ordre de quelques décimètres sous les conditions climatiques actuelles. L'apport de sédiments au front du glacier rocheux seul ne pouvait donc pas être suffisant pour engendrer les 16 laves torrentielles reconstruites sur le cône de déjection depuis 1958. Au contraire, les débris accumulés au pied du glacier rocheux par les glissements de terrain et les éboulements ainsi que l'effondrement partiel des berges du chenal en forte pente doivent être considérés comme des sources de sédiments importantes pour les laves torrentielles au Ritigraben et représenterait 65-90% des matériaux arrivant sur son cône de déjection. Il ne semble pas exister de couplage direct entre les taux de déplacement et la fourniture en sédiments par le glacier rocheux et la fréquence des laves torrentielles de magnitude faible et moyenne. En revanche, un lien direct entre les processus de stockage/déstockage existe bel et bien dans le cas des ruptures de la couche active. Dans ce cas, les processus de rupture au front du glacier rocheux et les événements de laves torrentielles dans le chenal se produisent simultanément et sont tous deux déclenchés par les événements pluvieux.
Cette étude combine des données sur 50 ans sur le fluage lié au permafrost du glacier rocheux du Ritigraben avec les données sur la relation intensité-fréquence des laves torrentielles enregistrées dans le torrent du Ritigraben et initiées au front du glacier rocheux. La production de débris et les changements volumétriques au front-du glacier rocheux sont comparés avec l’activité des laves torrentielles enregistrée sur le cône et les couplages et rétroactions potentiels entre les sources de matériaux, les processus du chenal et les stocks sédimentaires.

Lugon & Stoffel 2010 - A

Alpes :
Depuis la fin du Petit Âge glaciaire, les grands glaciers alpins ont parfois perdu plus d’une centaine de mètres d’épaisseur au niveau de leur langue terminale. Les moraines latérales peuvent alors être en déséquilibre (glissements). Des coulées de débris au printemps ou des coulées sèches en été affectent souvent les marges pro- et juxtaglaciaires récemment libérées des glaces, comme sur les moraines latérales du glacier inférieur de Grindelwald (Oberland bernois) ou de la Mer de Glace. D’autre part, ces formations meubles peuvent fournir d’importants volumes de matériaux susceptibles d’alimenter de puissantes laves torrentielles.

Le permafrost correspond à un terrain dont la température reste négative pendant au moins deux années consécutives. Si de l’eau a pénétré dans ces terrains, elle peut geler, et la glace ainsi formée occupe les fissures dans une paroi rocheuse ou dans les interstices entre les débris d’un éboulis ou d’une moraine. Dans les Alpes occidentales, la présence du permafrost est probable au-dessus de 2700 m en exposition nord et de 3700 m en exposition sud. Sa dégradation peut favoriser certains processus géomorphologiques tels que les coulées de débris.

Le permafrost peut être présent dans les formations superficielles comme les éboulis, les moraines ou les glaciers rocheux. Le permafrost peut opposer une barrière à la percolation de l’eau provenant de la fusion de la glace interstitielle ou de la neige, ou des précipitations, d’où une sursaturation locale dans les niveaux superficiels dégelés. Il en résulte une perte de cohésion, à l’origine de coulées de débris, de laves torrentielles ou de glissements. Dans le Valais, la lave torrentielle du Durnand du 25 juillet 2006 s’est formée sur un glacier rocheux situé vers 2500 m d’altitude. Elle a créé un barrage de 35 000 m3 dans le lit de la Dranse, 2000 m en aval, dont la rupture aurait été catastrophique. Cet événement serait lié à la fonte/ déstabilisation de la tranche superficielle du glacier rocheux en raison d’un isotherme 0°C au-dessus de 4200 m pendant une grande partie du mois de juillet, et d’importantes précipitations. Dans le Haut Giffre, le même type de phénomène a été observé à plusieurs reprises ces dernières années (décembre 2002, été 2003, août 2005) dans le secteur du Nant des Pères à Sixt. Le secteur de départ des laves se situe vers 2400 m d’altitude, dans la marge proglaciaire du glacier du Cheval Blanc - aujourd’hui presque complètement disparu -, au permafrost très probablement dégradé. Cette dégradation du permafrost peut également être à l’origine de fortes accélérations voire même de ruptures de glaciers rocheux, comme celle observée au Bérard (Alpes de Haute - Provence) vers 2750 m d’altitude au cours de l’été 2006. La rupture, suivie d’un glissement, semble avoir été provoquée par les fortes chaleurs de l’été couplées à d’importantes averses orageuses. Il reste toutefois difficile, comme dans la plupart des cas, de déterminer la part exacte de la dégradation du permafrost dans le déclenchement d’un tel phénomène. [voir références dans l'étude]
 

Ravanel 2009 - A

Bourg-Saint-Maurice (Savoie, Alpes françaises) :
L’étude du climat de Bourg-Saint-Maurice depuis les années 50 a mis en exergue une mutation des conditions climatiques, observée par ailleurs dans les Alpes du Nord et susceptible à divers titres d’amplifier l’aléa. Au fil du temps, on assiste en effet à une plus grande fréquence des années pluvieuses. L’étude montre que l’accroissement des jours de pluie et des événements extrêmes depuis la fin des années 60, ainsi que l’intensification des précipitations journalières (fin des années 70) en est la cause. Parallèlement, s’opère le transfert saisonnier des précipitations caractérisé par un accroissement de 20% de l’hiver à la fin du printemps, une raréfaction en été (−17%) et un pic en octobre (63%) pour la période 1977–2004 en comparaison avec la période 1949–1976. Enfin l’étude souligne une croissance des températures de 2,8°C à partir de la fin des années 70, responsable du déficit de précipitations solides et d’une fonte printanière précoce. La conclusion de cette étude est que ce changement, dont le temps fort est survenu à la fin des années 60, a pu et peut agir dans le sens de l’intensification de l’aléa, ceci, par l’action conjuguée d’un déséquilibre du bilan hydrologique à l’échelle de petits bassins et du potentiel érosif des précipitations plus intenses.

Cependant, l’analyse des événements météorologiques liés à la génération des laves torrentielles sur le versant des Arcs (Koscielny 2006) conclut que, malgré une intensification manifeste des phénomènes, seulement 16% des laves survenues peuvent être reliées à l’événement le plus extrême jamais enregistré à la période considérée à la station météorologique de Bourg-Saint-Maurice. En majorité, le déclenchement est plus souvent le fait d’une combinaison de phénomènes auxquels s’ajoute depuis quatre décennies un facteur de poids : l’intervention humaine.
Cette étude a pour objectif d’identifier les facteurs et processus à l’origine du déclenchement des laves torrentielles sur le versant des Arcs et, plus particulièrement, de mettre en rapport le développement de l’activité anthropique et l’occurrence de ces phénomènes destructeurs. Compte tenu des phénomènes mis en jeu une approche progressive de l’aléa a été mise en oeuvre en étudiant successivement les contextes géologique, géomorphologique, hydrogéologique et climatique du site. Cette analyse est complétée par l’étude des transformations induites par l’homme sur le milieu. En particulier, leur influence sur l’hydrologie des torrents est mise en évidence au moyen d’une modélisation.

Koscielny 2008 - A

Alpes :
Toutes les laves torrentielles étudiées se sont déclenchées dans la partie supérieure de grandes zones d'accumulation de débris non-consolidés, le long des chenaux de cours d'eau pro-glaciaires. Ces sédiments forment du till non-différencié ou des moraines latérales ou terminales déposés au cours du Petit Age Glaciaire, ou encore des dépôts fluvio-glaciaires du même âge. Les événements peuvent être subdivisés en trois groupes, en fonction des conditions météorologiques du déclenchement :

• Le premier groupe comprend les événements qui se sont produits au cours d'averses intenses et prolongées (9 laves torrentielles documentés). La déstabilisation a probablement été déclenchée par la saturation de la couverture de débris en raison de l'infiltration d'eau de pluie. La présence de glace sous-jacente dans les débris, attestée pour 3 événements, a pu faciliter la rupture et/ou affecter la géométrie de la zone de départ (Zimmermann et Haeberli, 1992). Dans chaque cas, l'eau de pluie a joué le rôle principal dans le déclenchement des laves torrentielles, comme en témoigne l'occurrence simultanée d'autres processus d'instabilité dans les secteurs environnants, hors du bassin glaciaire.

• Le deuxième groupe inclut deux événements déclenchés par des pluies torrentielles brèves et localisées qui n'ont pas causé d'autres phénomènes dans les secteurs environnants. Les laves torrentielles ont pu être causées par un brusque apport d'eau à la base du glacier. La pluie seule n'a pas pu déclencher les laves torrentielles, mais a pu entrainer de fortes pressions d'eau qui ont relié les poches d'eau dans les glaciers (Walder et Driedger, 1995). Il est remarquable que ces cours d'eau soient soumis à des laves torrentielles de manière répétée.

• Le troisième groupe inclut les laves torrentielles déclenchées par la vidange soudaine de lacs glaciaires (3 événements) ou des poches d'eau glaciaires (3 événements). Dans ces cas, les laves torrentielles se produisent par temps sec. Dans un cas seulement, d'abondantes averses les semaines précédant l'événement ont pu déstabiliser les dépôts glaciaires. Dans quelques cas, des températures atmosphériques élevées ont probablement contribué aux importantes quantités d'eau de fonte, modifiant potentiellement la dynamique des glaciers et déstabilisant les sédiments environnants.

La comparaison du présent jeu de données avec les recherches historiques sur les laves torrentielles de piémonts de glaciers dans les Alpes italiennes (Dutto et Mortara, 1992) montre que les laves torrentielles semblent augmenter en fréquence aux marges des glaciers. Ceci peut s'expliquer par la disponibilité accrue de dépôts non consolidés pour le transport par les laves torrentielles et, dans certains cas, par la formation de lacs morainiques, conséquences du retrait glaciaire du vingtième siècle.
La présente étude fournit des données et des analyses sur 16 événements (glaciers de Mulinet, Ormeleura, Monte Giove, Pelmo, Grandes Jorasses, Montasio Occidental, Bodmer, Prà Sec, Rochefort, Belvédère, Chauvet, Weingarten, Freney, Frébouge et Dolent) qui se sont déroulés dans les Alpes au cours des 25 dernières années. De plus, la lave torrentielle de Sissone de 1950 a été incluse. Le secteur d'étude comprend les Alpes italiennes, françaises et suisses, avec un focus sur le secteur Nord-ouest italien. Seuls les événements ayant mobilisé au moins un millier des mètres cubes de débris ont été considérés. Pour chaque cas, plusieurs paramètres simples décrivant le glacier et l'instabilité ont été renseignés. Les données relatives à l'altitude et au mécanisme de déclenchement, à la durée de la lave torrentielle et aux dégâts associés ont également été rassemblées. L'analyse a été complétée par des photographies aériennes, des observations de terrain et un examen de la littérature.

Chiarle et al. 2007 - A

Alpes italiennes :
Au cours des deux dernières décennies, l’activité des mouvements de masse a augmenté fortement sur la face Est du Monte Rosa et de nouvelles zones de détachement de chutes de rochers, de laves torrentielles et de chutes de séracs se sont développés. Ces mouvements gravitaires surviennent même au cours de l’hiver. Toutes les zones de départ des chutes de blocs et des coulées de débris sont situées dans la partie supérieure de la falaise, entre 3400 et 4100 m. Il est important de noter le décalage spatial important des zones de départ, en relation avec le retrait glaciaire. Ces observations montrent que le retrait glaciaire peut fortement affecter la stabilité des pentes à cause des changements drastiques des conditions de surface mais aussi sous la surface dans les zones déglacées.
 

Fischer & al. 2006 - A

Alpes suisses :
L'analyse des causes de la tempête de 1987 a prouvé que presque la moitié des coulées de boue venait de zones qui étaient probablement des zones de permafrost, ou des zones couvertes de glace avant 1850. Au Ritigraben (Valais), le glacier rocheux situé à 2 500 mètres d'altitude fut la source de plusieurs coulées de boue ces dix dernières années.
 

Götz & Raetzo 2006 - P

Alpes françaises – Hautes-Alpes et Isère :
Sur les 34 évènements de mouvements de versant observés dans le Bassin de Barcelonnette sur la période 1975-2004, dans 62% des cas, les 5 jours précédant le glissement sont marqués par un cumul pluviométrique très nettement supérieur à la « normale ». Les 38% restant s’expliquent par le développement très localisé d’orages, non « vus » par au moins l’un des 3 postes de référence.

Une étude plus approfondie des antécédents pluviométriques lors des cas de laves torrentielles met en évidence deux aspects complémentaires : le rôle de la quantité de précipitations sur le temps court précédant le phénomène (facteur direct : fort maximum journalier dans les jours précédents) et un pas de temps plus long de préparation du secteur (facteur indirect : écart de cumul pluviométrique encore significatif dans le mois précédent).

Ainsi, le maximum journalier de précipitations sur les 3 jours précédant directement les 34 cas recensés est de 18 mm contre 11,5 sur la Normale (1975-2004). En portant le recul à 6 jours on obtient 23,1 mm contre 17,5 en moyenne. Au-delà d’une semaine, l’écart n’apparaît plus franchement significatif : 30,7 mm contre 28,2 en moyenne à J-15 et 36,7 contre 35,2 mm à J-30. En revanche, le cumul pluviométrique apparaît toujours plus marqué sur ces mêmes intervalles de durée précédant le phénomène gravitaire (106,6 mm / 86,9 à J-15 et 186,2 mm / 168,6 à J-30).

L’importance du passage de l’air au-dessus de la Méditerranée (réchauffement par la base et/ou charge en humidité) et des trajectoires à dominante sud-nord (ascendance et blocage orographique sur les Alpes du Sud) a été mise en évidence dans la genèse de précipitations parfois diluviennes et le déclenchement de phénomènes gravitaires. Les invasions d’air polaire maritime dégradé constituent près du tiers des configurations synoptiques lors des précipitations marquées précédant les laves torrentielles (8/25). Le caractère froid de la masse d’air limite toutefois la capacité pluviale de celle-ci (19,3 g eau/Kg d’air) et donc l’intensité des précipitations associées (28 mm) et par voie de conséquence l’ampleur des phénomènes gravitaires. Comparativement, les remontées d’air polaire par le sud, certes un peu moins fréquentes (5/25), ont des conséquences géomorphologiques plus fortes en raison de la charge en humidité supérieure (27,4 g eau /Kg air) et du violent conflit des masses d’air chaud à l’avant et froid à l’arrière, engendrant une instabilité maximale et des abats pluviométriques importants.
Pour le Bassin de Barcelonnette, sur la période 1975-2004, 34 évènements ont été observés. A partir des données pluviométriques journalières de 3 postes représentatifs du secteur (Condamine, Allos et St Paul) et de cartes de la situation générale de l’atmosphère, des corrélations entre les mouvements et les phénomènes météorologiques ont été établies. Une analyse des précipitations journalières sur le mois précédant le déclenchement de chacun des mouvements de terrain a permis de préciser l’influence de la pluviométrie sur leur genèse. La valeur retenue correspond au maximum relevé dans un des 3 postes.

25 situations synoptiques génératrices d’une pluviométrie marquée dans les 5 jours précédant le phénomène gravitaire, en liaison directe avec des laves torrentielles, ont été analysées. Les données ont été établies à partir de la station de radiosondage de Nîmes-Courbessac.

Pour estimer les valeurs horaires des différents paramètres météorologiques influençant le bilan énergétique et massique du sol, l’outil de spatialisation SAFRAN a été utilisé sur la période 1969-1999.
Une simulation complète du manteau neigeux sur les 2 points de Super Sauze, avec le modèle de manteau neigeux CROCUS, a également été réalisée.

Maquaire et al. 2006 - E

Alpes suisses – Torrent du Durnand (Valais) :
Processus de mobilisation de la lave torrentielle du 25 juillet 2006 :
• un zéro degré diurne au-dessus de 4200 m pendant pratiquement tout le mois de juillet qui a activé la fonte de la tranche supérieure (3-4 m) du glacier rocheux,
• l’apport d’eau météorique des névés sommitaux qui a aidé à la solifluer en vue de leur mobilisation par un événement pluvio-orageux,
• des précipitations estimées à quelque 80 mm qui ont déclenché la lave torrentielle.

Sans la fonte de ce pergélisol la lave torrentielle n’aurait pas été aussi chargée. En effet, le glacier rocheux a fourni une part non négligeable des blocs transportés ; de plus, tout laisse à penser que la fraction fine du matériau (protégée par la cuvette du délavage de pente dû à l’écoulement saisonnier de l’eau météorique) a grandement contribué au « portage » de ceux-ci mais a aussi participé très activement à l’érosion du lit du torrent.
Observations de terrain à la suite de l'événement.

Rouiller 2006 - P

Alpes et Préalpes suisses :
Après l'analyse des inondations de 1987 (qui ont concerné l'ensemble des Alpes), il a été montré que la moitié des coulées de boue canalisées enregistrées provenaient de zones probables ou possibles de permafrost ou de zones concernées par le retrait des glaciers depuis 1850.

Les coulées de boue canalisées ne sont pas sensibles au cumul de précipitations avant un événement, les précipitations intenses ne déclenchant pas nécessairement de coulé de boue.

Différents types de précipitations peuvent entraîner des coulées de boue : dans les Préalpes et les Alpes du Nord principalement, les pluies torrentielles sont responsables des coulées de boue, alors que dans les régions de haute altitude des Alpes centrales et du Sud, ce sont les périodes de pluie prolongées, souvent combinée avec un isotherme 0°C haut, qui mènent à des coulées de boue. Les coulées de boue sont plus fréquentes en été et en automne, particulièrement aux hautes altitudes.

Les coulées de boue sont considérablement plus variables que les changements climatiques attendus pour ces régions. Il n'est donc pas possible de produire des scénarios quant à leur future évolution.
 

Bader & Kunz 2000f - R: PNR31

Alpes Suisses :
L'accroissement général de la pluviométrie constaté depuis deux décennies (dès 1977) dans la partie occidentale du pays et dans une moindre mesure au Tessin, s'est concrétisée de manière incontestable par une recrudescence des mouvements de terrain de toutes natures, le plus souvent liés à de grands glissements de terrain, et par la réactivation générale de certains de ces grands glissements [...] Cette forte concentration de cas de réactivation de grands glissements constatée en Suisse Romande et au Tessin n'a pas eu d'équivalent en Suisse Alémanique et notamment en Suisse Orientale: ces parties du pays ont certes connu des problèmes, mais il s'est surtout agi de phénomènes subits à échelle plus réduite tels que coulées boueuses, crues et laves torrentielles.
Recherche et synthèse des données existantes concernant les mouvements : cartographie, géodésie, photogrammétrie, inclinométrie, données pluviométriques...

Noverraz & al. 1998 - R: PNR31

Alpes :
L'action du gel-dégel induit à la fois (1) l'altération des roches et (2) des mouvements de masse, déstabilisant parois rocheuses et éboulis dans les régions de haute montagne. Deux types de cycles de gel-dégel, diurnes et annuels, sont habituellement considérés en fonction de la période correspondant à l'achèvement d'un cycle. En outre, le réchauffement climatique récent a mis en évidence un troisième type, qui a une période beaucoup plus longue. Correspondant à la croissance et à la dégradation du pergélisol, ce type de cycle de gel-dégel dure généralement plusieurs siècles, voire des millénaires (par exemple, Haeberli, 1996) et est appelé ici cycle de gel-dégel millénaire. La relation entre les types de gel-dégel et l'ampleur et la nature des processus géomorphologiques résultant, cependant, a été mal comprise à cause du manque de surveillance continue sur le long terme des processus et des variables. La fonte du pergélisol peut déclencher des éboulements de falaise et des coulées de débris dans la phase de fonte des cycles millénaires de gel-dégel.

Alpes suisses – Région de Trais Fluors, Canton des Grisons :
Dans la région de Trais Fluors, des reliefs complexes se sont développés près de la limite inférieure du pergélisol. Les valeurs BTS indiquent que le pergélisol sous-tend le glacier rocheux (probablement inactif), tandis que le pergélisol est rare dans les éboulis orientés à l'est. Situé à proximité de la limite, toutefois, ce dernier versant peut faire l'objet d’une croissance du pergélisol avec un refroidissement minimum. La fluctuation climatique au cours de l'Holocène aurait permis à ce versant d’éboulis de connaître des cycles de gel-dégel millénaires. Les principaux processus de modification de ce versant d’éboulis sont les coulées de débris et la solifluxion qui ont abouti respectivement à des cônes torrentiels et à de nombreux lobes. En amont d'un grand cône de déjection se trouve une cicatrice de glissement de terrain de 150 m de long, 100 m de large et 5 m de profondeur. Le volume total du dépôt des laves torrentielles sur le cône de déjection est de l'ordre de 10 000 m3. La taille de l'éboulement est susceptible de dépasser celle provenant de l'action annuelle du gel-dégel. Des cycles de gel-dégel millénaires ont intensifié l’altération des roches calcaires poreuses et ont déstabilisé la couche de débris. Zimmerman et Haeberli (1992) ont rapporté que de nombreuses coulées de débris de grande ampleur se sont déclenchées récemment près de la limite inférieure du pergélisol. La fonte du pergélisol semble avoir déclenché directement ou indirectement affecté une partie de ces laves torrentielles. Des coulées de débris, possiblement liées à la récente fonte du pergélisol, sont également observées sur les rebords frontaux et latéraux d'un certain nombre de glaciers rocheux (par exemple, Haeberli et al., 1993).
Cette étude vise à évaluer les effets de trois sortes de cycles de gel-dégel sur l’instabilité des pentes alpines, sur la base d’études des processus périglaciaires contemporains dans les Alpes Suisses. Une attention particulière est portée aux échelles des changements géomorphologiques causés par chaque type de gel-dégel.

Matsuoka & al. 1998 - P

Valais suisse :
En ne considérant que les données de Grächen (la station climatologique la plus proche de la zone d'étude), on remarque que la meilleure corrélation entre le déclenchement de laves torrentielles et les précipitations correspond au seuil de 4 écart-types (SD) en prenant en compte une période de trois jours. Ile est à noter que seulement 1% des cas a excédé ce seuil. (D'autres relations ont été trouvées pour différents seuils et périodes mais les paramètres précédents sont les plus significatifs).

La comparaison entre les dates auxquelles les précipitations ont excédé 4 SD sur 3 jours consécutifs et les dates de déclenchement de laves torrentielles importantes montre une corrélation relativement bonne. Une seule lave torrentielle n'était pas liée à des précipitations exceptionnelles. Dans ce cas, la fonte de grandes quantités de neige a joué un rôle important, alors que les précipitations n'avaient qu'un rôle secondaire. En revanche, des précipitations très intenses n'entraînant pas le déclenchement de laves torrentielles ont été observées. Le facteur déterminant dans ce cas particulier semble être l'insuffisance des sédiments pour déclencher une lave torrentielle (la coulée précédente ayant eu lieu 2 ans auparavant). Cet événement souligne l'importance de la disponibilité en sédiments, facteur essentiel dans le déclenchement de laves torrentielles.


Les principaux mécanismes de déclenchement des laves torrentielles sont d'une part des précipitations abondantes, et d'autre part la fonte des neiges et les écoulements, ou une combinaison des deux. Les laves torrentielles reliées aux précipitations sont susceptibles d'être déclenchées lorsque les cumuls totaux de précipitations au cours d'une période de trois jours excèdent quatre écart-types, c'est-à-dire lors d'un événement significatif de précipitations extrêmes. L'analyse des données climatologiques des trois dernières décennies dans la région du Ritigraben a mis en évidence le fait que le nombre d'événements de précipitations extrêmes capables de déclencher des laves torrentielles en août et septembre a augmenté.
L'analyse des données de précipitations d'août et septembre de plusieurs stations climatologiques depuis 1966 (période d'observation disponible) a été menée afin de déterminer le seuil le mieux corrélé au déclenchement de laves torrentielles. Ce seuil correspond à un niveau d'écart-type (SD) et à la durée durant laquelle le cumul de précipitations est pris en compte.

Les cumuls de précipitations sur un jour et pour des séries comprises entre deux et cinq jours (pour tous les intervalles, y compris ceux se chevauchant) ont été comparés aux données concernant les laves torrentielles à Ritigraben.

Ensuite l'évolution des événements de précipitations extrêmes (cumul de précipitations excédant 4 SD pendant 3 jours consécutifs) à Grächen entre 1966 et 1994 et pour 7 stations suisses entre 1901 et 1994 a été analysée.

Rebetez & al 1997 - A

Alpes françaises – Haute vallée de l'Ubaye (Alpes-de-Haute-Provence) :
Dans ce domaine climatique de nuance méditerranéenne, les précipitations se font souvent sous forme d'averses brutales. Depuis 4 à 5 ans on note une recrudescence de ce type d'averses, localisées sur les petits bassins versants. Ces événements brutaux entraînent la formation de laves torrentielles.

Crues exceptionnelles : La crue de la mi-juin 1957 reste présente dans toutes les mémoires des Ubayens. La couverture neigeuse persistait au-dessus de 2400 m. Les 13 et 14 juin tombèrent des averses exceptionnelles. De nombreuses avalanches se sont produites lorsque la pluie tiède a succédé à la neige. Ces avalanches transformées en «laves de neige fondue et de boue» (Tricart, 1960) ont provoqué des embâcles et des débâcles. Ensuite, c'est le ruissellement lié à la fusion de la neige qui a joué un grand rôle. Cette crue est «unique par ses effets dans tout le Postglaciaire» (Tricart, 1960). Elle a provoqué simultanément d'énormes engravements qui ont rendu inutilisables les champs de fond de vallée et de violents sapements du pied des versants qui sont déstabilisés depuis cette date.
 

Evin 1990 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Alpes françaises – Massif des Ecrins :
Dans cette étude, nous avons étudié l’impact des futurs changements climatiques sur l’apparition de coulées de débris dans le Massif des Ecrins (alpes françaises). Deux aspects sont discutés : tout d’abord l’impact des futurs changements climatiques sur l’évolution du phénomène. Puis, les variations de sa distribution spatiale. En utilisant un modèle développé par Météo-France (GCM ARPEGE CLIMAT), nous avons mis en place trois simulations climatiques pour la période actuelle (1970-1999) et la période future (2070-2099). Dans un premier temps, nous avons comparé la probabilité d’apparition du phénomène, entre la période actuelle et la période future simulée. Dans un second temps, nous avons estimé quelles zones pourraient être affectées par le phénomène, dans le futur, à l’échelle du Massif des Ecrins. Les résultats du modèle ARPEGE (en considérant l’hypothèse A2) montrent que la tendance pour la fin du siècle va être une diminution des épisodes de pluie intense et une augmentation de la température. Ces observations vont surement être à l’origine d’une diminution de l’aléa coulée de débris dans le Massif des Ecrins. D’un point de vue spatial, cette augmentation de la température devrait conduire à une élévation de l’isotherme 0°C, qui devrait être à l’origine d’une diminution de 20% des pentes affectées.

 
Notre analyse est fondée sur l’étude de 159 coulées de débris, sélectionnées dans 62 zones différentes et dont le déclenchement a déjà été daté. Les zones de coulées ont été sélectionnées dans 7 vallées différentes du Massif des Ecrins. Nous avons sélectionné 9 stations de mesures dont les altitudes et les périodes d’observations varient, afin d’obtenir des données depuis 1961 et 1964. Le modèle climatique régional ARPEGE a été développé par le CNRM de Météo-France (Déqué et al. 1994). Le modèle s’étend à la planète entière, avec une résolution de 50 à 60km sur la France, rendant ainsi possible de représenter le Massif des Ecrins (Déqué and Piedelievre 1995 ; Déqué et al. 1998). A partir de ce modèle, nous avons mis en place trois simulations de 30ans, appelées F1, F2 et F3, pour la période 2070-2099.

Jomelli et al. 2009 - A

Alpes françaises – Massif des Ecrins :
Les modèles de probabilités de déclenchement des laves torrentielles dans le massif des Écrins, à partir de données simulées pour la période actuelle font ressortir comme variable significative le nombre de jours avec des précipitations journalières supérieures à 20 mm entre le 15/06 et le 15/10.

Cette variable est significative pour un risque d’erreur de 5% avec 66,8 % de prévisions correctes. Malgré le biais entre le climat observé et les simulations, c’est la même variable qui est significative. Des tests statistiques ont confirmé l’absence de variation significative entre les résultas, quelle que soit la simulation du climat actuelle utilisée.

 
Modèle statistiques probabiliste d'occurrence annuelle des laves torrentielles à partir de séries météorologiques observées et simulées : Les modèles de probabilités de déclenchement à partir de données simulées pour la période actuelle (Actu1, 2 et 3) font ressortir comme variable significative le nombre de jours avec des précipitations journalières supérieures à 20 mm entre le 15/06 et le 15/10. Cette variable est significative pour un risque d'erreur de 5% avec 66,8 % de prévisions correctes. Malgré le biais entre le climat observé et les simulations, c'est la même variable qui est significative. Des tests statistiques (Wilcoxon) ont confirmé l'absence de variation significative entre les résultas, quelle que soit la simulation du climat actuelle utilisée.

Jomelli et al. 2007a - A

Alpes françaises – Massif des Ecrins :
Pour les laves torrentielles granitiques sans présence de glacier, les variables indépendantes avec la meilleure corrélation sont le nombre cumulé des jours de gel depuis l'événement précédent et le nombre d'épisodes pluvieux quotidiens de plus de 30 mm entre 15/06 et 15/10.

Pour les laves torrentielles de grès sans présence de glacier, l'inclination de la couche de roche a une forte influence sur la probabilité de déclenchement lorsque le nombre de jours avec des précipitations intenses est faible.

Pour les laves torrentielles granitiques avec présence de glacier, lorsque les grands glaciers de vallée n'ont pas été inclus, les températures estivales moyennes cumulées des 5 ans précédant le déclenchement d'un événement jouent un rôle. Si tous les types de glaciers sont inclus, les variables indépendantes les plus significatives sont la présence d'une discontinuité géologique dans l'axe du système de laves torrentielles et les précipitations quotidiennes de plus de 35 mm .

Pour les laves torrentielles de grès avec présence de glacier, la variable indépendante la plus significative est le nombre d'épisodes pluvieux de plus de 30 mm/jours entre le 15/06 et le 15/10. La probabilité de déclenchement est d'environ 0.3 s'il y a 3 épisodes pluvieux de plus de 30 mm au cours de l'été et d'environ 0.6 pour 5 épisodes.

L'analyse des périodes de retour (temps entre 2 événements) dans un système donné a montré d'importantes variations en fonction des facteurs locaux spécifiques. Naturellement les périodes de retour moyennes des laves torrentielles sont comprises entre 17 ans (accumulation morainique) et 25 ans (action du gel). L'influence de la présence de discontinuités est claire.

Dans la vallée de La Selle, par exemple, le temps de retour varie entre 13 et 36 ans selon si le système est localisé sur une discontinuité ou pas. Ce facteur peut être combiné avec la neige. Sur les versants Nord de la même vallée, le taux de période de retour des laves torrentielles pour des systèmes sans glaciers, mais où des neiges éternelles subsistent depuis les années 1950, est 3 fois plus haut qu'ailleurs. Par contre, dans le secteur de grès du Sud du massif, c'est l'inclination des couches de roche qui détermine l'activité des systèmes locaux. Le taux de période de retour moyen peut être doublé selon si l'angle de l'inclination de la roche est conforme ou non. Chaque vallée possède donc sa réponse spécifique et ces réponses sont parfois même opposées, alors que les conditions climatiques peuvent être considérées comme homogènes.
Un modèle poissonnien a été utilisé pour comparer le nombre d'événements de précipitations intenses par an, avant et après 1980. Les indicateurs climatiques suivants ont été utilisés : précipitations moyennes saisonnières et mensuelles pour l'année de déclenchement de la lave torrentielle; nombre de jours entre le 15/06 et le 15/10 avec plus de 20, 25, 30, 35 et 50 mm de pluie respectivement ; températures moyennes annuelles et saisonnières pour l'année de déclenchement d'un événement ; température minimale pendant l'hiver ou le printemps et nombre total de jours de gel par an depuis l'événement précédent.

Un modèle a été créé pour chaque type de laves torrentielles, chacun étant contrôlé par une combinaison spécifique de facteurs climatiques et géomorphologiques.

Jomelli & al. 2007b - A

 Alpes françaises – massifs des Écrins et du Dévoluy :
Le modèle statistique a montré que entre 1961 et 2000, la probabilité d’occurrence des laves torrentielles était due au cumul du nombre de jours avec des épisodes de gel et le nombre de jours avec des précipitations supérieures à 30 mm entre le 15/06 et le 15/10 pour les massifs des Écrins et du Dévoluy.
Après le déclenchement d'une lave torrentielle, le temps nécessaire pour reconstituer le stock de débris rocheux, quand il n'est pas relié à la dynamique glaciaire, dépend de paramètres climatiques et géomorphologiques. Un modèle statistique a été utilisé avec des données du Massif des Ecrins pour corréler des paramètres climatiques (températures et précipitations) à l'occurrence de laves torrentielles. Une régression logistique a été développée pour construire ce modèle.

Jomelli et al. 2004 - A

Alpes françaises (Ecrins) :
Pour le premier modèle utilisé (modélisation de laves torrentielles dans le massif des Écrins), les variables indépendantes qui concordent le mieux sont la surface de rocher et l’altitude de la zone de départ. Plus le site se trouve en altitude, plus la surface est large, et plus la probabilité d’occurrence est importante.

Pour le deuxième modèle, ce sont le nombre total de jours de gel depuis le dernier événement et le nombre de jours avec plus de 30 mm de précipitations entre le 15/06 et le 15/10 qui concordent le mieux. Plus il y a eu de jours de gel depuis le dernier événement et plus la probabilité d’occurrence augmente.
76 laves torrentielles ayant eu lieu après 1953 ont été sélectionnées et les variables indépendantes suivantes ont été testées pour le premier modèle : surface, pente, hauteur et exposition de la paroi rocheuse, ainsi que l'altitude de la zone de déclenchement.

Pour le deuxième modèle, 39 laves torrentielles ayant eu lieu après 1961 ont été sélectionnées et les variables indépendantes suivantes ont été testées : moyenne annuelle et cumul saisonnier de précipitations pour l'année au cours de laquelle la lave torrentielle a été déclenché, nombre de jours avec des précipitations de plus de 20 et 30 mm entre le 15/06 et le 15/10, températures moyennes annuelles et saisonnières, températures minimales pendant l'hiver ou le printemps et nombre total de jours de gel par an depuis le dernier événement.

Jomelli et al. 2003 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes suisses – Glacier Bonnard / torrents de Pétérey et de Tracuit (Valais) :
Dans le cadre du projet stratégique Alcotra RiskNat (activité B1-C1), une étude porte sur une zone inscrite dans le permafrost au niveau du glacier Bonnard et constituant la principale source d’alimentation en matériaux déclencheurs pour les laves torrentielles des torrents de Pétérey et de Tracuit [cf. section 'Observations'].

La comparaison des valeurs mesurées au glacier Bonnard avec les mesures effectuées sur d’autres glaciers rocheux montre que les déplacements observés sont susceptibles de connaître une accélération notable sous l’effet d’une augmentation future des températures, ce qui pourrait conduire à une augmentation importante de la quantité de matériaux parvenant dans les chenaux des torrents. La poursuite du monitoring est donc nécessaire pour appréhender les évolutions à venir.
Des investigations de surface ont été mises en œuvre pour mieux connaître la structure et la dynamique de cette zone. Elles comprennent des mesures de déplacement par GPS différentiel (DGPS) et des reconnaissances géophysiques en forages et par sismique réfraction [cf. section 'Observations'].

Bardou 2011 - P

Alpes :
Concernant la partie sédimentaire (composante solide), dont les laves torrentielles sont principalement constituées, l’effet le plus notable (et d’ores et déjà observé) est l’apparition de nouvelles sources de sédiments mobilisables, en particulier consécutivement à la fonte du pergélisol dans certains secteurs. Ce phénomène est plus directement lié à l’évolution des températures, or c’est sur l’évolution des températures (moyennes) qu’on dispose des connaissances les plus précises. Il faut préciser que, hormis peut-être pour les risques d’origine glaciaire, ce sont les valeurs extrêmes plutôt que les valeurs moyennes qui risquent d’impacter les phénomènes générateurs de risques.

Il reste aussi des interrogations sur l’apparition possible de nouvelles sources de sédiments résultant du retrait des glaciers. Celles-ci ne présenteront peut-être pas des volumes de sédiments importants dans tous les cas, selon que le glacier se retire sur la surface rocheuse (bedrock) ou sur des matériaux mobilisables (moraine).

Sur le long terme, l’évolution de la couverture végétale pourrait également avoir un impact sur la capacité des cours d’eau torrentiels à mobiliser des sédiments, soit dans un sens (érosion accrue) soit dans un autre (effet stabilisant).

De manière générale, il reste difficile de prévoir une tendance dans l’évolution à venir de la fourniture en matériaux aux torrents. En effet, on peut imaginer des combinaisons diverses de processus, qui auraient des effets assez contraires, et qui pourraient déboucher sur des scénarios assez contrastés, hormis dans les situations où se produirait une mise à disposition massive de sédiments due à la fonte du pergélisol…
 

Richard 2011 - P

Alpes :
Les conditions climatiques actuelles et la dynamique des glaciers qui en résultent expliquent la formation de nouveaux lacs glaciaires, alimentés par des volumes d’eau de fusion en hausse : au cours du seul été caniculaire de 2003, les glaciers alpins ont par exemple perdu 5-10 % de leur volume. Or, avec le recul des fronts et l’abaissement des glaciers, les secteurs déprimés susceptibles de contenir une part de ces volumes d’eau seront de plus en plus nombreux. Mais lorsque les barrages naturels ont une cohésion limitée (tills), ils peuvent se rompre comme au lac de Nostetuko (Colombie Britannique) en 1983 : près de 6,5 millions de m3 d’eau s’en sont brutalement échappés par une brèche dans le barrage due à l’onde produite par une avalanche de glace détachée du front du glacier Cumberland. Le nombre d’inondations et de laves torrentielles à l’aval de ces secteurs devrait donc s’accroitre, alors que l’évolution des poches d’eau intraglaciaires reste plus incertaine. [voir références dans l'étude]
 

Ravanel 2009 - A

Europe :
Des simulations avec un modèle climatique régional à haute résolution montrent que les extrêmes de précipitations horaires augmentent à un taux proche de 14% par degré de réchauffement dans une grande partie de l'Europe. Les résultats démontent que les changements dans les précipitations extrêmes de courte durée pourraient bien dépasser ceux qui sont attendus à partir de la relation de Clausius–Clapeyron relation. Ces événements extrêmes de courte durée peuvent avoir des impacts significatifs, tels que des crues localisées, l'érosion et les dommages dus à l'eau.
Le modèle climatique régional RACMO2 est employé avec une résolution de 25 km. Pour le climat actuel, RACMO2 a été forcé par des conditions aux limites dérivées de ERA40. Pour la simulation de changement climatique, RACMO2 a été conduit par les sorties du modèle climatique global ECHAM5 avec le scénario d'émissions A1b pour la période 1950–2100. Cette intégration a été mise en oeuvre dans le projet ENSEMBLES (6ème PCRD).

Lenderink & van Meijgaard 2008 - A

Alpes :
Toutes les laves torrentielles étudiées se sont déclenchées dans la partie supérieure de grandes zones d'accumulation de débris non-consolidés, le long des chenaux de cours d'eau pro-glaciaires. Ces sédiments forment du till non-différencié ou des moraines latérales ou terminales déposés au cours du Petit Age Glaciaire, ou encore des dépôts fluvio-glaciaires du même âge. Dans le contexte géographique considéré, le changement climatique peut influencer l'occurrence de laves torrentielles à travers le retrait glaciaire et l'exposition de grandes quantités de sédiments glaciaires non consolidés et non végétalisés, qui peuvent être facilement mobilisés par des crues glaciaires. Le rôle de la fonte de la glace du sol dans la déstabilisation des dépôts et le déclenchement de laves torrentielles est dur à évaluer. La présence de noyaux de glace peut influencer la stabilité des moraines, d'importantes masses de glace pouvant être préservées en leur sein alors que les glaciers reculent.
La présente étude fournit des données et des analyses sur 16 événements (glaciers de Mulinet, Ormeleura, Monte Giove, Pelmo, Grandes Jorasses, Montasio Occidental, Bodmer, Prà Sec, Rochefort, Belvédère, Chauvet, Weingarten, Freney, Frébouge et Dolent) qui se sont déroulés dans les Alpes au cours des 25 dernières années. De plus, la lave torrentielle de Sissone de 1950 a été incluse. Le secteur d'étude comprend les Alpes italiennes, françaises et suisses, avec un focus sur le secteur Nord-ouest italien.

Chiarle et al. 2007 - A

Torrent du Ritigraben (Valais) :
La disponibilité en débris et les taux de recharge pourraient subir des changements dans les zones de départ en raison des modifications des conditions climatiques. Étant donné que les températures augmenteront de plusieurs degrés dans le climat futur (selon par exemple, le scénario A2 du GIEC), il est concevable que cela ait des conséquences sur l'état actuel du permafrost, de même que sur la dynamique des glaciers rocheux actifs qui alimentent actuellement en matériaux les zones de départ des coulées de débris.

Des résultats préliminaires de mesures de températures dans des forages réalisés à côté de la zone de départ du torrent du Ritigraben suggèrent que le permafrost est relativement tempéré et probablement dans un état instable. Pour d'autres sites des Alpes suisses, d'importantes accélérations (« poussées ») de glaciers rocheux ont été observées au cours des dernières décennies. Il est donc concevable que les mouvements des glaciers rocheux augmentent à l'avenir et qu'ils fournissent donc plus de débris dans la zone de départ de laves torrentielles du torrent du Ritigraben. En combinaison avec des épisodes pluvieux > 60 mm/jours plus fréquents, ces plus grandes quantités de débris pourraient théoriquement mener à des laves torrentielles de plus grande ampleur.

En revanche, si la glace devait complètement disparaître du corps du glacier rocheux au Ritigraben, on pourrait imaginer que les débris seraient moins facilement transportés dans la zone de départ et donc que moins de matériaux seraient mobilisables pour le déclenchement d'événements futurs.
 

Stoffel 2007 - A

Alpes (massif du Mont-Blanc) :
Les versants peuvent être déstabilisés par la fusion du permafrost. Les formations superficielles telles que les talus d'éboulis ou les tills déposés par les glaciers sont plus facilement mobilisés lorsque la glace interstitielle qu'elles contenaient se dégrade ou disparaît : la formation de laves torrentielles est favorisée lors d'épisodes pluvio-orageux.
 

Deline 2006 - P

Alpes italiennes :
L’analyse des modèles suggère un lien probable entre la dégradation des permafrosts et la formation de zones de détachement. Beaucoup de zones de détachement des chutes de blocs et des laves torrentielles actuelles et quelques zones de départ de chutes de séracs sont situés dans des zones où il y a très probablement des permafrosts chauds, à la limité inférieure d’existence des permafrosts. Ce fait confirme l’hypothèse que des instabilités peuvent se former partiellement à cause de l’augmentation des températures dans les zones de permafrost chauds, ce qui peut en retour diminuer la cohésion dans les parois rocheuses et augmenter la pression de l’eau.
 

Fischer & al. 2006 - A

Alpes suisses :
Dans les zones touchées par la fonte de glacier ou de permafrost, autrefois épargnées par ce type de phénomènes, il peut y avoir des chutes de blocs et de matériaux rocheux, des phénomènes d'érosion, des éboulements et des coulées de boue, comme suite du réchauffement.
 

Götz & Raetzo 2006 - P

Alpes germaniques :
Une retombée éventuelle des effets des changements climatiques est l'augmentation du nombre et de l'intensité des coulées de boues et d'éboulis, à cause du déplacement de plus de 400 mètres de la limite du permafrost dans les Alpes, et en même temps de l'augmentation des précipitations extrêmes et de la fonte accélérée des glaciers alpins de moyenne et basse altitude. L'accélération de la fonte des neiges au printemps peut également avoir des conséquences de taille, surtout sur les affluents et les torrents, qui réagissent immédiatement aux précipitations.
 

Seiler 2006 - P

Alpes suisses :
L’impact des futurs événements de précipitation pourrait être moindre qu’aujourd’hui car les températures du printemps et de l’automne sont supposées rester de 4 à 7 degrés en dessous des températures estivales actuelles ; les niveaux de gel plus bas qui sont prévus pour le printemps et l’automne, en comparaison avec les étés actuels, et l’effet tampon de la neige pourrait réduire le risque de départ de lave torrentielles.
 

Stoffel & Beniston 2006 - A

Monde :
Sur des pentes très fortes, des sédiments fraîchement exposés ou en cours de dégel peuvent devenir très instables, provoquant des laves torrentielles et des glissements de terrain de différentes magnitudes. Dés qu’un événement survient dans une vallée, les pentes restantes peuvent être encore plus déstabilisées.
 

Kääb & al. 2005 - A

Alpes :
L’augmentation des températures atmosphériques qui ne constituerait pas un extrême de température (au sens où l’entend le GIEC) ferait fondre les pergélisols jusqu’à un degré significatif qui réduirait la cohésion des pentes de montagne et augmenterait le potentiel des chutes de bloc et des coulées de boue.
 

Beniston & Stephenson 2004 - A

Haute Savoie (massif Aiguilles Rouges) :
Entre les cotes + 1000 m et + 1400 m, de quantités importantes de matériaux accumulés dans le lit du Nant des Pères peuvent être remobilisés comme cela à été le cas par le passé, soit à la suite de conditions climatiques propices, soit à la suite de nouvelles chutes importantes de matériaux provenant de l'amont.

On notera que du fait des modifications climatiques affectant la région, on peut craindre une augmentation de la fréquence d'occurrence des laves torrentielles, la ressource en terme de matériaux mobilisables étant loin d'être épuisée. En effet, le recul glaciaire devrait s'accentuer et les épisodes orageux violents être plus fréquents.
 

Moirat & Nedellec 2003 - R: BRGM

Monde / Europe (montagnes) :
La stabilité physique du permafrost, en particulier celui localisé dans des pentes raides, est très sensible aux changements thermiques car le dégel réduit la cohésion des sédiments riches en glaces et des joints de glace dans la roche. Les sols riches en glace expérimentent une consolidation durant la fonte qui entraîne une élévation des pressions interstitielles, ainsi les versants sédimentaires autrefois gelées peuvent devenir instables.

Dans les pentes, la dégradation du permafrost peut entraîner des fractures profondes des parois rocheuses, des chutes de blocs, des coulées de boue ou des détachements superficiels de la couche active, une augmentation de l'activité des coulées de débris et une gélifraction accrue.
 

Harris & al 2001 - A

Vallées de la Viège (et Valais Suisse) :
Il est fort probable qu'une augmentation de la température pourrait faire fondre certains glaciers et faire disparaître le pergélisol dans son domaine d'extension inférieur. Les matériaux détritiques (éboulis ou moraines), auparavant consolidés par la glace du pergélisol, seraient ainsi exposés à l'érosion. Si la pente critique de ce matériel est atteinte, des laves torrentielles sans précédant historique pourraient être déclenchées.
 

Stoffel & Monbaron 2000 - P

Alpes suisses :
Le retrait des fronts glaciaires (à cause du réchauffement climatique) expose des zones de plus en plus larges de matériaux non consolidés qui étaient auparavant protégée par des blocs de glace. Il y aura donc un plus grand danger pour que des matériaux soient mobilisés à nouveau, particulièrement dans les zones où il y a un retrait des pergélisols dans les éboulements et les moraines sur des pentes fortes (> 30°).


Le pergélisol joue le rôle d’une surface de cisaille imperméable ; dans de telles conditions des coulées de boue canalisées peuvent se déclencher dans des canaux ou des goulets pentus avec une fréquence et des intensités sans précédent (exemple du Ritigraben et du Dorfbach).
 

Bader & Kunz 2000f - R: PNR31

Alpes suisses :
L’augmentation de la fréquence des précipitations extrêmes dans la région du Ritigraben pourrait expliquer la fréquence plus importante des laves torrentielles du torrent au cours des dernières années.
 

Rebetez & al. 1997 - A

Alpes suisses :
La stabilité des sources de débris gelés peut être fortement altérée. Par exemple, pour le torrent du Ritigraben, les sources de sédiments sont situées dans des zones de permafrost.
 Des informations trouvées dans différentes archives ont permis d'évaluer et d'estimer l'activité passée des laves torrentielles.

Zimmermann & al. 1997 - A

 


INTENSITÉ
DES CRUES ET LAVES TORRENTIELLES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
     
Alpes françaises – Lac Anterne (Haute-Savoie) :
En Europe centrale et de l'Ouest, plusieurs études ont montré que les périodes les plus froides de l’Holocène, comme le Petit Âge Glaciaire, correspondent également à des périodes humides. Toutefois, dans les zones de montagne qui sont très sensibles aux processus d'érosion et où les précipitations peuvent être localisées, l’évolution passée de l'activité hydrologique pourrait être plus compliquée. Pour évaluer ces changements hydrologiques passés, une approche paléolimnologique a été appliquée sur une carotte sédimentaire longue de 13,4 m prélevée dans le lac d’Anterne (2063 m) et représentant les derniers 3500 ans. Ces sédiments lacustres sont essentiellement composés de dépôts de crues provoquées par les précipitations. Les analyses sédimentologiques et géochimiques montrent que les crues ont été plus fréquentes pendant les périodes froides tandis que les événements de crues de forte intensité se sont produits préférentiellement pendant les périodes chaudes. Dans des conditions de températures moyennes, les deux types de crues sont présents. Cela souligne la relation complexe entre les risques de crues et le changement climatique dans les zones de montagne. Pendant les époques les plus chaudes et/ou les plus sèches de la fin de l'âge du fer et de l'époque romaine, la fréquence et l'intensité des crues ont augmenté. Cela est interprété comme un effet induit par les défrichements d’origine humaine pour les activités de pâturage et révèle que les interférences anthropiques doivent être prises en compte lors de la reconstruction de signaux climatiques à partir des archives naturelles.
Cette étude vise à distinguer les dépôts détritiques liés à des précipitations "normales" et/ou à la fonte des neiges de ceux provoqués par les événements extrêmes de fortes précipitations, en se concentrant sur les derniers 3500 ans à la lumière d'une reconstruction de la température de l'air en juillet basée sur les chironomes établie à partir de la même séquence sédimentaire lacustre (Millet et al., 2009). Comme la mobilisation et le transport des sédiments grossiers jusque dans les lacs reflètent une augmentation de la vitesse du courant et du débit, la taille des grains a été utilisée comme un indicateur de l'intensité des paléo-crues. Afin de disposer d'un enregistrement continu à haute résolution de l'intensité des crues, un indice des particules grossières a été déterminé à partir des mesures géochimiques obtenues avec un scanner de carotte. Les relations entre la fréquence et l'intensité des crues, l’histoire de l'utilisation des sols et le climat sont également examinées par comparaison avec d'autres archives du climat et des activités humaines.

Giguet-Covex & al. 2012 - A

Alpes françaises – Lac Blanc de Belledonne (Isère) :
On s'attend à une augmentation du risque de crues dans le contexte du réchauffement climatique. Cependant, de longues séries chronologiques de données hydro-climatiques à haute altitude sont trop rares pour évaluer de manière fiable le taux de récurrence de tels événements dans les zones de montagne.

Pour le torrent du Vorz, l’intensité des crues enregistrées dans le lac Blanc de Belledonne a été déduite de la masse de sédiments accumulés par chaque crue et comparée avec les données reconstruites ou homogénéisées des variations des précipitations, de la température et des glaciers.
Alors que la fréquence des crues décennales semble être indépendante des précipitations saisonnières, une relation avec les variations des températures estivales peut être observée à des échelles de temps décennales. La plupart des crues extrêmes se sont produites depuis le début du 20e siècle, la plus forte ayant été enregistrée en 2005. Ainsi, cet enregistrement indique que le réchauffement climatique favorise la survenance d'événements de crues torrentielles de forte magnitude dans les bassins versants de haute altitude.

L’intensité des crues a été évaluée à partir de la quantité de matière déposée par événement. Les dépôts les plus importants sont consécutifs et respectivement associés au séisme historique de 1782 et à la crue historique de 1784. Les autres dépôts de crues distingués sont, en ordre de grandeur décroissant, (1784) 2005 1906 1987 1933. Tous les événements les plus forts se sont ainsi produits pendant la période de réchauffement récent (20ème siècle). En outre, l'événement de 2005, ressenti par les riverains comme un événement exceptionnel, est en effet le plus fort depuis au moins les deux derniers siècles, voire peut-être sur l'ensemble de la période étudiée. Ce résultat est appuyé par la progradation observée du delta ainsi que par la précipitation quotidienne mesurée évalués comme beaucoup plus élevée que l'événement de période de retour de 100 ans prévu. De plus, la crue de 1987 est évaluée comme étant un événement catastrophique, mais moins intense que celle de 2005, en accord avec la description des habitants
.
Des techniques paléolimnologiques ont été utilisées pour évaluer l'évolution de la fréquence et de l'ampleur des crues soudaines dans les Alpes d'Europe du Nord-Ouest depuis le Petit Âge Glaciaire (LIA). L'objectif était de documenter un éventuel effet de réchauffement climatique post-19ème siècle sur la fréquence et l’intensité des crues torrentielles. Au total, 56 dépôts de crue ont été détectés à partir de la taille des grains et des mesures géochimiques effectuées sur les carottes de gravité prises dans le lac Blanc (lac proglaciaire situé à 2170 m d'altitude dans le massif de Belledonne). Le modèle d’âge repose sur la datation radiométrique (137Cs et 241Am), la contamination au plomb historique et la corrélation des dépôts importants déclenchés par des crues ou des séismes, ainsi que les événements reconnus dans les archives historiques. Le calendrier des crues résultant s'étend sur les dernières 270 années ca (AD 1740-AD 2007).

Wilhelm & al. 2012a - A

Alpes françaises :
Des séquences sédimentaires de lacs d’altitude ont été étudiées pour reconstituer l’évolution de la fréquence et de l’intensité des crues passées. Trois calendriers de crue couvrant de 300 à 1400 ans ont été reconstitué et renseignent sur l’évolution de l’activité torrentielle au cours des derniers siècles (Lac Blanc) aux derniers millénaires (Lacs d’Anterne et d’Allos). La comparaison de ces calendriers de crue avec des reconstitutions de température suggère des relations complexes, dépendant de la sensibilité des sites et des échelles de temps investiguées. Sur l’ensemble des Alpes Françaises la fréquence de crue à l’échelle centennale à milléniale augmente en période froide. Cependant l’intensité des crues augmente en période chaude dans les Alpes du Nord alors qu’elle diminue dans les Alpes du Sud.

Des études en cours sur le Lac Blanc (massif des Aiguilles Rouges) et le Lac d’Eychauda (massif des Ecrins) devraient permettre d’affiner ces modèles dans un futur proche. Cependant il apparaît déjà que l’évolution de l’intensité des crues en fonction de la température diverge entre le Nord et le Sud des Alpes françaises, suggérant une régionalisation des effets du réchauffement global sur l’activité torrentielle.
L’étude des séquences sédimentaires des lacs d’Anterne, Blanc et Allos, situées à haute altitude et dominées par les flux détritiques, a montré qu’il est possible de retrouver des dépôts résultant des crues passées. A partir de l’analyse conjointe de la granulométrie et de la géochimie, il a également été possible de détecter des dépôts de crue de l’ordre du millimètre seulement. L’intensité des crues passées a pu être reconstituée à partir de traceurs géochimiques ou de l’épaisseur des dépôts, en fonction des contextes géomorphologiques et sédimentaires. La comparaison des calendriers de crues ainsi obtenus avec des reconstitutions de température (BD HISTALP, données dendrochronologiques) suggère des modèles régionaux distincts d’évolution de l’activité torrentielle entre les Alpes du Nord et du Sud. [voir les références dans l’étude].

Wilhelm & al. 2012c - P

Alpes françaises :
Les travaux récents ont permis de monter qu’il est possible de renseigner l’évolution passée de l’activité torrentielle aux cours des derniers siècles aux derniers millénaires à partir de l’étude de séquences sédimentaires de lacs d’altitude. Ces recherches permettent en outre d’investiguer le rôle des changements climatiques passés sur l’évolution de l’aléa torrentiel pour anticiper l’impact potentiel du réchauffement global actuel.

Les résultats suggèrent des modèles régionaux de l’évolution de l’aléa torrentiel en fonction des forçages prédominant. Dans les Alpes du Sud, les événements de précipitations intenses semblent fortement liés aux circulations atmosphériques et à l’intensité de l’activité cyclonique. Les périodes froides prolongées semblent favoriser des hautes fréquences de crue et l’occurrence d’événements extrêmes, probablement en lien avec l’intensification des flux d’ouest. A une échelle décennale, la variabilité de la fréquence de crue semble de plus associée aux phases négatives de l’Oscillation Nord-Atlantique. Dans le contexte actuel du réchauffement global, ces résultats suggèrent une diminution générale de l’aléa torrentiel dans les Alpes du Sud pour les décennies à venir.

Dans les Alpes du Nord, le modèle d’évolution de l’activité torrentielle apparaît plus complexe et semble résulter d’interactions entre les apports d’humidité par les flux d’ouest et de l’évolution de la température. Comme pour les Alpes du Sud, l’intensification des flux d’ouest aux cours de périodes froides prolongées semble favoriser l’augmentation de la fréquence des crues. Cependant, à une échelle décennale, l’effet de la température et de l’oscillation nord Atlantique semble se surimposer. En effet, à cette échelle de temps, l’augmentation de température et les phases positives de l’Oscillation Nord-Atlantique semblent favoriser une augmentation de la fréquence des crues. Dans le contexte actuel du réchauffement global, ces résultats suggèrent plutôt une diminution de la fréquence des crues mais une augmentation significative de leur intensité dans les Alpes du Nord.
Pour estimer la variabilité régionale de l’activité torrentielle en réponse aux changements climatiques passés, 3 sites d’étude ont été sélectionnés dans les Alpes françaises selon un transect nord-sud : le Lac Blanc dans le massif des Aiguilles Rouges (2352 m), le Lac Blanc dans le massif de Belledonne (2160 m) et le lac d’Allos dans le massif du Haut-Verdon, Mercantour (2230 m). L’identification des dépôts de crue dans les séquences sédimentaires a été réalisée à partir d’une description lithologique détaillée et d’analyses granulométriques. Des analyses géochimiques par scanner de carotte ont permis d’acquérir des traceurs indirects de la granularité à haute résolution pour une identification exhaustive des dépôts de crue. La reconstitution de l’intensité des crues a été adaptée pour chaque site en fonction des caractéristiques géomorphologiques du bassin versant, de la nature du matériel érodé et des processus de transfert du matériel vers le lac. Elle est basée sur deux approches différentes : la granularité ou le volume de matériel transporté. La datation des séquences sédimentaires a été réalisée à partir des méthodes classiques de mesures de radioéléments à courte demi-vie (210Pb, 137Cs, 241Am) et de mesures 14C. Des corrélations avec des séismes régionaux ou des contaminations historiques au plomb ont permis de contraindre ou de supporter les modèles d’âge. [voir les références dans l’étude].

Wilhelm & al. 2012d - P

Haut-bassin du lac Lago di Braies (Dolomites, Alpes italiennes):
A partir des résultats palynologiques et sédimentologiques ainsi que de données bibliographiques sur les changements climatiques au cours de l'Holocène, les résultats suggèrent que ce sont surtout les fortes précipitations hivernales et estivales ainsi que la fonte des neiges printanière qui accroîssent le déclenchement des laves torrentielles. Ce sont donc particulièrement les périodes les plus longues avec des conditions climatiques plus humides et froides qui montrent une activité clairement plus forte des laves torrentielles.
Les sédiments du lac Lago di Braies (1492m d'altitude) ont été utilisés pour détecter et dater les événements passés de laves torrentielles au cours des derniers 4000 ans et leurs facteurs de contrôle, en comparant les données palynologiques et sédimentologiques.

Schneider & al 2009 - A

Torrent du Vorz (massif de Belledonne, Alpes françaises) :
La distribution temporelle des événements inventoriés par l'approche historique depuis le milieu du 18e siècle n’est pas aléatoire. Ils correspondent en partie à des événements climatiques déjà connues : fin du Petit Age Glaciaire (1850), épisode climatique chaud et humide des années 1930-1940, et emballement du réchauffement climatique actuel depuis les années 1980 .
La chronique sédimentaire reconstituée permet d’accéder à l’évolution de la fréquence (nombre d’évènement par décennie) et de l’intensité (épaisseur moyenne par décennie) des crues torrentielles dans le Lac Blanc depuis environ 250 ans. Les données paléolimnologiques montrent que le vingtième siècle a connu une diminution importante de la fréquence des crues torrentielles. Inversement, on note que les évènements de 1987 et 2005 sont ceux qui présentent la plus forte intensité de tout la période considérée. On assisterait donc aujourd’hui à une diminution de la fréquence des crues, mais à une augmentation de leur intensité .
Cette étude paléolimnologique apporte des éléments de réflexions quant à une évolution inattendue de l’aléa torrentiel dans les Alpes et singulièrement dans la vallée du Vorz, en réponse au réchauffement climatique global. Ces observation nécessitent toutefois d’être étendues à d’autre systèmes et à d’autres massif afin d’être confirmées .
Exploitation des archives administratives et cartographiques : La reconstitution des événements hydrologiques passés repose sur la consultation et l’analyse des documents administratifs, comptables et cartographiques consultables aux Archives départementales de l’Isère et dans les archives communales de Sainte-Agnès et de Saint-Mury-Monteymont.

Reconstitution des crues et de la dynamique environnementale dans le bassin versant du Lac Blanc : Dans le cadre de l’étude intégrée du bassin du Vorz, une étude paléolimnologique a été menée sur le Lac Blanc de Belledonne. L’approche paléolimnologique consiste à tenter de reconstituer l’histoire environnementale d’un bassin versant à partir de l’étude des sédiments lacustres, prélevés sous forme de carottes sédimentaires.

EDYTEM 2008 - R

Alpes françaises du Sud :
Les changements de la morphogenèse fluviale depuis le Tardiglaciaire dans les Alpes du Sud sont aujourd’hui bien connus grâce à de nombreux travaux [voir références dans l’étude]. Les datations radiocarbone d’une vingtaine de coupes naturelles dans les petits organismes torrentiels des Alpes du Sud mettent clairement en évidence une bi-partition dans l’évolution de la morphogenèse de la période 14 500 cal BP à aujourd’hui. De 14 500 à 7000 cal BP une sédimentation importante caractérise les zones de piémont. Les taux de sédimentation, assez faibles de 14 500 à 11 700 cal BP deviennent plus élevés de 11 700 à 9000 cal BP et très forts de 9000 à 7500 cal BP. Ces processus géomorphologiques, comme d’autres proxies paléoenvironnementales, témoignent d’une d’humidité importante. Un arrêt de la sédimentation alluviale dans les secteurs d’amont a lieu vers 7000 cal BP. Peu de données documentent la période suivante. Une phase d’incision majeure a lieu antérieurement au dépôt d’une basse terrasse caillouteuse attribuée au Petit Age Glaciaire. Globalement la période postérieure à 7000 cal BP est caractérisée par des flux hydrologiques qui permettent un transit sédimentaire vers les zones d’aval
.
Ces recherches ont porté essentiellement sur l’étude des remblaiements alluviaux de petits bassins versants inscrits dans des terrains marneux (« terres noires » du Callovien- Oxfordien) très sensibles à l’érosion et caractérisés par des temps de réponses très courts aux fluctuations climatiques (région du Buëch, des Préalpes de Digne, de l’Ubaye). La particularité de ces accumulations sédimentaires est de contenir de nombreux lits de charbons de bois et de nombreux gisements de souches d’arbres subfossiles (Pinus sylvestris sp.). Les données disponibles sont issues de coupes naturelles situées à proximité immédiate des piémonts. Les auteurs présentent un état des connaissances de la chronologie des enregistrements sédimentaires alluviaux. La synthèse des datations disponibles permet de calculer des taux de sédimentation et de discuter de leur variabilité au cours du Tardiglaciaire et de l’Holocène.

Miramont & al. 2008 - P

Valle del Gallo (Lombardie, Alpes italiennes) :
La distribution temporelle et la fréquence des laves torrentielles peuvent être analysées avec précision à partir de 1887. De nombreux événements ont été détectés sur différents cônes de déjections; les dates les plus significatives, enregistrées sur au moins cinq cônes, sont 1887, 1888, 1899, 1917, 1941, 1951, 1955, 1962, 1970, 1975, 1977, 1980, 1986, 1991, 1997, 2000 et 2001. Quelques laves torrentielles datées sur certains cônes (groupe A) ont endommagé un grand nombre d'arbres; on peut donc considérer que ce sont des événements intenses : les laves torrentielles qui ont mobilisé de grandes quantités de débris et ont par conséquent affecté de larges zones des cônes de déjections. Parmi ces événements, ceux de 1917, 1951, 1977 et 1991, qui ont impliqué 4 cônes, ont été particulièrement marqués.

Les analyses dendro-géomorphologiques ont été menées sur 12 cônes de déjections et 2 chenaux situés sur des pentes. Les anomalies de croissance des arbres (cicatrices d'abrasion, bois de compression et brusques changements de croissance) ont été utilisées comme méthodes de datation des laves torrentielles. 239 événements ont été datés entre 1875 et 2003 à partir de 757 arbres (Pinus montana Mill.). Sur six cônes, des chronologies détaillées de laves torrentielles couvrant une longue période (1875-2003) et reconstituées à partir d'un grand nombre d'arbres ont été obtenues (groupe A); en revanche, les huit autres cônes affichent un nombre relativement restreint d'événements datés, souvent récents et identifiables sur moins d'arbres (groupe B).

Pelfini & Santilli 2008 - A

Alpes du Sud (France) :
Les caractéristiques sédimentologiques des cônes de déjection du bassin durancien témoignent de la complexité de l’évolution du détritisme torrentiel d’âge tardiglaciaire et holocène dans les Alpes du Sud. Cependant les crises morphogéniques des 15 000 dernières années s’inscrivent dans un contexte généralisé de tarissement des sources sédimentaires, qui s’est traduit par un amenuisement progressif des remblaiements torrentiels. À l’issue du petit âge glaciaire, les cônes de déjection de la vallée de la Clarée étaient donc déjà en partie libérés de l’emprise de leurs torrents respectifs. Au-delà des nombreux phénomènes paroxystiques de débordements torrentiels répertoriés depuis le milieu du XIXe, les changements environnementaux de la période contemporaine se sont traduits par un phénomène de rétraction des lits torrentiels sur les cônes de déjection, conforme à ce qui a déjà été observé et analysé dans d’autres secteurs des Alpes du Sud. Il existe donc aujourd’hui un paradoxe entre l’image d’apaisement de la torrentialité reflétée par les cônes de déjection et la persistance des crues torrentielles dommageables dans le Briançonnais .

Vallée de la Clarée (Briançonnais, Alpes françaises) :
Les investigations menées dans l’ensemble de la vallée tendent à privilégier l’hypothèse généralement admise d’un tarissement du transit sédimentaire conduisant à une modification du rapport entre débit solide et débit liquide. Toutefois, dans la vallée de la Clarée ce phénomène apparaît original par rapport aux modèles déjà décrits dans les Préalpes du Sud. Ici l’évolution ne se résume pas uniquement à une rétraction des bandes actives torrentielles. En effet, plusieurs torrents ont un cône de déjection dépourvu de chenal d’écoulement. Dans leur cas (petits bassins versants), l’évolution contemporaine de la torrentialité s’est plutôt traduite par une réduction de la zone d’emprise entretenue par les crues de faible et moyenne fréquence (période de retour inférieure à 5 ans).

 
→ Détails...
Alors que dans la Drôme, les crues majeures récentes n’ont généralement eu aucune conséquence morphologique importante, la plupart des torrents de la vallée de la Clarée sont encore susceptibles d’anéantir en l’espace d’une seule crue une partie de la forêt riveraine et ainsi de freiner la rétraction des lits (aspect, déjà signalé dans les vallées intra-alpines de l’Ubaye et du Guil...).

Au-delà des caractéristiques propres à chaque torrent (morphologie, type d’écoulement, etc.) qui impliquent des modalités distinctes dans l’intensité et le rythme de l’évolution des bandes actives, la réversibilité épisodique du phénomène de rétraction observée dans le cas des affluents de la Clarée est en partie responsable du défaut de synchronisme dans l’ajustement morphologique de ces organismes aux changements environnementaux contemporains. Précoces sur le torrent de Roubion, et même complètement aboutie avant 1939 sur celui de Granon, la contraction des bandes actives intervient principalement, et de manière régulière, durant la seconde moitié du XXe siècle dans le cas des Acles, alors qu’elle se concentre entre 1939 et 1952 le long des Ruines. Du coup, l’accélération de ce phénomène de rétraction souvent constatée dans les Alpes au cours de la période 1950-1970 n’intervient pas dans ce secteur de la haute Durance.

Les auteurs soulignent le rôle prépondérant des paramètres bioclimatiques dans l’ajustement morphologique des lits torrentiels. Ceux qui ont été mis en évidence dans d’autres secteurs de moyenne montagne s’appliquent d’autant moins à la vallée de la Clarée que sa situation en haute montagne, comprise entre 1 350 et 3 070 m d’altitude, est propice aux précipitations orageuses pouvant déboucher sur le déclenchement de laves torrentielles aux effets morphogéniques significatifs. On mesure toute l’ambiguïté de la tendance séculaire à la rétraction de l’emprise torrentielle sur les cônes de déjection ; celle-ci doit être interprétée comme la réponse géomorphologique des torrents à la réduction de la fréquence des crues de faible et moyenne magnitude, et non pas comme la disparition progressive d’un aléa torrentiel toujours omniprésent en haute montagne.
Alpes du Sud (France) :
Synthèse bibliographique (voir références dans l'étude)

Vallée de la Clarée (Briançonnais, Alpes françaises) :
L’évolution contemporaine de l’activité des torrents de la basse vallée de la Clarée est étudiée en se fondant, d’une part, sur l’analyse de leur cône de déjection à travers l’étude diachronique de photographies aériennes et de documents d’archives des 100 dernières années et, d’autre part, sur les résultats de l’observation de différents torrents grâce à des mesures topométriques décrivant l’évolution de leurs chenaux durant la dernière décennie.

Garitte & al 2007 - A

Lac des Braies (Dolomites, Italie) :
L'intensité des laves torrentielles, reflétée dans l'épaisseur des couches, varie entre 305 et 1.9 mm avec une valeur moyenne de 16.3 mm. La fréquence des laves torrentielles a été comparée avec l'intensité dérivée des mesures d'épaisseur, et la moyenne mobile régressive sur 100 ans a été calculée. Pour l'ensemble de la période de 2250 ans, l'intensité moyenne est de 13.9 mm.

Les périodes avec une intensité au-dessus de la moyenne sont : 130-230, 1020-1125, 1540-1640, 1740-1850 et 1880-2001 après J-C. Tous les événements de très forte intensité (> 64 mm) se sont produits au cours des 500 dernières années. Contrairement à d'autres études, aucun comportement de faible fréquence – forte intensité n'est identifiable. Seul le siècle dernier a vu l'activité moyenne des laves torrentielles atteindre une intensité au-dessus de la moyenne. Après les longues périodes de retour des IVe et XIVe siècles, aucune lave torrentielle de très forte intensité ne s'est produite. En revanche, durant les périodes avec une activité au-dessus de la moyenne, des intensités remarquables sont parfois détectables. L'absence de comportement de faible fréquence – forte intensité, ou vice versa, est la aussi évident.
La nouvelle approche présentée dans cet article est basée sur l'observation qu'après une lave torrentielle des matériaux fins sont lessivés dans le lac et y forment des couches caractéristiques qui se distinguent des sédiments stratifiés annuellement de manière normale. En analysant ces couches grâce à des forages, il est possible de reconstituer une chronologie détaillée des laves torrentielles.

L'évaluation de l'intensité des laves torrentielles a été réalisée en mesurant l'épaisseur des couches de dépôts torrentiels. Des analyses visuelles (couleur, granulométrie, structures) ainsi que des analyses géochimiques et physiques à intervalle de 10 cm ont également été conduites.

Irmler & al. 2006 - A

Alpes suisses :
L’importance des événements de la fin du 20e siècle doivent être fortement révisés. Des événements comparables à celui de 1993 au torrent du Ritigraben (Valais suisse) se sont produits précédemment dans la région et ne représentent pas un nouveau phénomène. L’occurrence de plusieurs événements sur une courte période de temps a également été observée vers la moitié du 19e siècle (par exemple avec 6 événements importants entre 1834 et 1868).
La fréquence des laves torrentielles a été obtenue à partir de l'analyse dendrogéomorphologique, qui a permis la reconstitution de 53 événements entre 1605 et 1994. Au cours de la période couverte par les données d'archives (1922-2002), 3 événements supplémentaires ont pu être identifiés. Les reconstitutions ne pouvant être exhaustives, la fréquence doit être considérée comme une fréquence minimale.

Stoffel & al. 2005a - A

Alpes suisses - torrent Illgraben :
Au cours du 20 e siècle, plus de 3 événements de plus de 100 000 m3 sont à noter. Pendant les années dépourvues d'événements de grande ampleur il est admis que 100 000 à 200 000 m3 de sédiments ont été érodés des bassins versants. Cela représente des taux de productivité de 25 000 à 50 000 m3/km ²/an. Ces très hauts taux ont des conséquences diverses pour la gestion des risques dans ce secteur.
Quatre sources principales ont été utilisées pour couvrir la vaste période à étudier (le dernier millénaire) : la dendrochronologie, l'analyse stratigraphique, la datation au radiocarbone (C14) et les enregistrements historiques.

Bardou & al 2003 - P

Alpes françaises :
Dans la région alpine, les effets croisés de la déforestation et de la péjoration climatique du Petit Age Glaciaire ont donné lieu à bon nombre de phénomènes torrentiels exceptionnels au cours des XVIIe et XVIIIe siècles. Par ailleurs, des recherches menées sur la fin de l'époque médiévale laissent à penser que la région a aussi connu une période de forte activité torrentielle au cours de la seconde moitié du XVe siècle.

Torrent du Manival (Isère) :
De 1673 à 1821, des manifestations d'une forte charge en sédiments sont abondamment rapportées. Il n'en est plus question ensuite, sauf en 1910 où l'exhaussement du lit dans le secteur du moulin est déploré. En plan, de nombreuses divagations sont rapportées.
Entre le cadastre de 1811 et les photos aériennes de 1993, on ne peut qu'effectuer des comparaisons en valeur relative qualitative. Les évolutions ne sont pas significatives, dans l'état actuel des connaissances, du point de vue des crues ou de l'érosion torrentielle. A une échelle spatiale plus grande, pour l'évolution des zones d'apport de matériaux, une étude morphologique rapide a permis de sélectionner trois sites intéressants. On peut conclure à partir des ces trois sites que les principaux types de zones d'apport de matériaux au Manival ont subsisté et que l'extension de la couverture végétale n'en a que peu entamé le potentiel de fourniture.
D'après les informations historiques, le lit du Manival est jusque vers la moitié du 19e siècle encombré, haut et divagant sur son cône. Dans la seconde moitié du 19e siècle, les digues successives et les premiers aménagements RTM ont peut-être contribué à fixer ou à enfoncer le lit. Peu avant 1900 et jusqu'en 1910, l'exhaussement et la divagation du lit (avec essentiellement le transfert de l'écoulement au Rivasson) sont à nouveau mentionnés.

Si l'on s'intéresse à la stationnarité des épisodes de crue torrentielle de classe 2 et 3, on retrouve le même comportement, avec une période « creuse » de 1910 à 1980. Par contre, les événements significatifs, de classe 3, sont répartis de façon homogène sur les XlXe et XXe siècles.
Ni la fin du Petit âge glaciaire, ni la correction active et les changements dans l'utilisation du sol, ni les mouvements de masse intervenus n'auraient modifié les crues torrentielles significatives du Manival depuis 1800.
• Enquête historique approfondie [dans le cadre du programme "Historisque"] se fondant sur l'inventaire des sources de documents relatifs à ce cours d'eau.
• Mise en œuvre d'un test de stationnarité sur le processus d'occurrence, qui consiste à reporter sur un graphique le rang de chaque événement (par ordre chronologique de la lave) en fonction du temps. La comparaison de cette courbe expérimentale avec l'intervalle de tolérance à 90% permet de disposer d'un critère statistique pour l'acceptation de l'hypothèse de stationnarité du processus des crues.

Lang & al 2003 - E

Alpes françaises du Sud et région Méditerranéenne :
Dans les bassins versants des tributaires de scond ordre de la moyenne Durance, les phases de diminution des débits fluviaux et de la charge sédimentaire correpondent à celles de formation du sol, d'expansion de la forêt dans les fonds de vallée et d'incision fluviale. La période de 12 000 à 6500 BP correspond à une augmenatation des débits fluviaux marquée par une phase majeure d'accumulation des sédiments dans les fonds de vallée,nommée le 'Remblaiement Postglaciaire Principal' (Jorda, 1985). La seconde moitié de l'Holocène, après 6500 BP, se caractérise par une diminution relative des dépôts sédimentaires et par une tendance générale à l'incision des lits majeurs. Surimposées à cette tendance générale, des crises détritiques marquées par des dépôts plus grossiers apparaîssent ponctuellement sur l'ensemble de la période Holocène, en particulier au cours de la période de 12 000 à 6500 BP. De plus, interlités dans les remplissages massifs alluviaux et colluviaux accumulés dans les vallées pendant le début jusqu'au milieu de la période Holocène, des niveaux contenant de nombreux toncs d'arbre sub-fossiles (Pinus silvestris sp.) ont été trouvés et datés au radiocarbone. La bonne préservation des troncs et leur position fréquemment sur pied indiquent qu'ils ont été enfouis plutôt rapidement. Leurs motifs de croissance, reconstruits d'après les observations des cernes de croissance des arbres, suggèrent des changements environnementaux rapides : une augmentation de la fréquence des crues ayant conduit à un accroissement de l'accumulation sédimentaire sur les sites où poussaient les pins qui a entraîné leur mort après moins d'un siècle.

Les périodes séculaires de diminution de l'activité fluviale dans la région Méditerranéenne ont été en phase non pas avec les périodes de refroidissement marquée par l'élévétion des niveaux lacustres et les avancées glaciaires en Europe centrale, mais avec les phases de retrait glaciaire dans le nord des Alpes et l'abaissement du niveaux des lacs dans le Jura. Elles se sont produites vers 11 500, 10 500, 9000, 7000, 4000, 3000, 2000 et 800 cal BP.
 
→ Détails...
De manière générale, un synchronisme entre les niveaux hauts dans les lacs du Jura et les phases d'augmentation de l'activité fluviale dans les vallées des Alpes du Sud marquée par les troncs fossiles de Pinus silvestris ou des accumulations de graviers ou de blocs peut être observé sur les périodes du Dryas ancien et de l'Holocène, excepté au milieu de l'Holocène. La chronologie de cette phase d'interruption de l'accumulation des sédiments au milieu de l'Holocène reste à détailler. Les dates radiocarbones disponibles la placent après 6920 ± 190 BP, c'est-à-dire vers 7750 cal BP, et avant 5240 ± 190 BP, c'est-à-dire vers 5600 cal BP (Rosique, 1996; Sivan, 1999). Ces corrélations suggèrent que des conditions plus humides marqués par des hauts niveaux lacustres en Europe centrale ont correspondu à une fréquence accrue des précipitations orageuses ayant déclenché des crues, des dépôts de graviers et l'enfouissement des arbres dans la région du nord de la Méditerranée. En outre, il est remarquable que les diminutions de l'activité fluviale dans les Alpes du sud enregistrées vers 11500, 9000 et 7000 cal BP n'ont pas d'équivalent dans les phases d'aridification identifiées par Jalut et al. (2000) d'après les rapports polliniques entre espèces caducifoliées et sclérophylles. Le synchronisme général observé entre les oscillations climatiques séculaires marquées par l'augmentation du débit des rivières dans les Alpes du Sud, l'élévation du niveaux des lacs dans le Jura et les avancées glaciaires dans les Alpes pourrait avoir résulté d'un déplacement alternativement vers le sud et vers le nord du courant-jet atlantique.
Sur les 20 dernières années, des investigations systématiques ont été menées dans les vallées des Alpes françaises du Sud pour reconstruire les processus morphogéniques associés aux changements paléohydrologiques à l'échelle régionale (Jorda, 1985; Gautier, 1992; Rosique, 1996; Miramont, 1998; Miramont et al., 1999, 2000). La syntèse est basée sur (1) une compilation des données de 25 sites dans la moyenne vallée de la Durance et celles de ses tributaires, et (2) sur plus de 90 dates issues de datations radiocarbones et de matériel archéologique (Miramont et al., 2000; Jorda et al., in press). La plupart des sonnées proviennent des tributaires de second ordre de la moyenne vallée de la Durance, situés dans les 'Terres Noires', des marnes jurassiques très sensibles à l'érosion.

Des corrélations sont présentées sur les périodes du Dryas inférieur et de l'Holocène entre les données d'Europe centrale et du sud à partir des enregistrements de l'activité fluviale reconstruits par Miramont et al. (1999, 2000) dans les Alpes du sud et de l'enregistrement des niveaux lacustres établi dans le Jura (Magny, 1998, 1999).

Magny & al. 2002 - A

Grandes vallées alpines et leur piedmont jusqu'à la Méditerranée :
Le régime des précipitations et l'intensité de la dégradation du couvert végétal, liées à l'action humaine, sont responsables d'une brutale crise de la torrentialité au cours du Petit Âge Glaciaire. Au coeur des Alpes, la crise torrentielle a débuté précocement dans les têtes de bassins, soit dès le milieu du XIVe siècle (Bravard, 1989). Cette constatation a permis de vieillir le début de la crise du Petit Âge Glaciaire par rapport à des critères tels que la progression des glaciers.

Haut-Diois (Drôme) :
Une périodisation des épisodes orageux (souvent estivaux), des injections de matériaux dans les lits fluviaux et des crues mises en évidence avec deux périodes très difficiles entre 1800 et 1820 d'une part et entre 1840 et 1870 d'autre part. Alors que les épisodes survenus en 1840-42 (particulièrement violents) et en 1850-51 semblent avoir produit des manifestations géomorphologiques réversibles, la crise qui a débuté par l'épisode extrême de 1856 s'est prolongé par une phase d'exhaussement des lits fluviaux ; celle-ci a duré jusqu'à l'extrême fin du XIXe siècle malgré la raréfaction des crues enregistrée à partir de 1870.

Le Petit Âge Glaciaire a sans doute connu une apogée au début du XVIIIe siècle et une phase de forte torrentialité de 1760 à 1820. Elles se sont manifestées par une forte extension spatiale du tressage dans les Alpes et sur leur piedmont. L'analyse d'un haut bassin démontre la réversibilité plus ou moins aisée des manifestations torrentielles au cours du XIXe siècle, le poids des événements orageux extrêmes et récurrents, et apporte un éclairage sur la fin du Petit Âge Glaciaire que l'on devrait appeler le Petit Âge Torrentiel au moins dans les Alpes du Sud.

 Pour les grandes vallées alpines et leur piedmont, les études de paléo-dynamique fluviale réalisées depuis une quinzaine d'années sur la base de carte anciennes et de textes ont été analysées.

Concernant le Haut-Diois, des recherches en archives et sur le terrain ont permis d'identifier et de hiérarchiser 38 crues dans le courant du XIXe siècle.

Bravard 2000 - P

Alpes françaises du Sud – Bassin versant de la Durance :
La dernière phase de crise érosive bien connue en Provence s'étend globalement entre la fin du Moyen Age et la fin du XIX° siècle. On observe une fréquence importante des crues de la Durance à partir des années 1350 et jusqu'en 1900, avec des maxima à la fin du XIV° siècle, à la fin du XVI° siècle, dans les dernières années du XVII° siècle, et à la fin du XVIII° siècle. Les cartes du XVIII° siècle et du XIX° siècle de la Durance montrent une rivière aux lits fluviaux très larges, aux chenaux en tresses, témoins du transit de flux hydriques et détritiques importants. Les archives attestent d'une fréquence accrue des débordements torrentiels et des crues, mentionnent des terrains ravinés, emportés ou au contraire engravés… Cette crise hydro-sédimentaire complexe est contemporaine d'un maximum d'occupation humaine sur les versants et de la dégradation climatique du Petit Age Glaciaire. A partir du début du XX° siècle, les crues deviennent moins fréquentes et les épisodes torrentiels dans les bassins versants affluents moins nombreux. Les lits fluviaux se contractent et la rivière connaît une tendance à l'incision.
Cet article aborde le thème de l'histoire de l'érosion dans les Alpes du Sud à travers deux exemples (Synthèse bibliographique), dont (2) la variation temporelle de la fréquence des crues de la Durance. Une chronologie des crues de la rivière est établie depuis le XIVe siècle à partir des documents d'archives ; elle est associée à l'analyse diachronique de la morphologie de la rivière à partir de cartes anciennes. Ces deux exemples soulignent la variabilité des modalités et des rythmes des processus érosifs dans le temps et le rôle essentiel de la variable climatique.

Miramont & al 2000 - A

Alpes françaises du Sud – Alpes duranciennes :
Dans les bassins-versants torrentiels alpins, une crise morphoclimatique comme celle du P.A.G. se définit par une augmentation de la fréquence et peut-être de l’intensité des laves torrentielles et des charriages, qui entrent dans la catégorie des « phénomènes chroniques » (Tricart, 1965). Il est cependant extrêmement délicat d'évoquer l'intensité des phénomènes : les archives sédimentaires et historiques ne sont pas suffisamment fiables. Par contre les recherches menées actuellement sur l'hydrologie des rivières alpines montrent nettement que les crues ont perdu de leur intensité au cours du XXe siècle. Une accélération de la fréquence des crues torrentielles conduit à une aggradation des lits et un exhaussement des cônes, mais ces phénomènes sont en grande partie permis par l'augmentation des stocks sédimentaires et par l'augmentation des processus de transfert de charge. C'est cette interprétation systémique qui permet de définir et de cerner la crise morphoclimatique, qui, dans les Alpes, apparaît alors simplement comme un « dérèglement » du bilan de l'eau, sous l'effet de la diminution des températures de 1 à 1,5 °C par rapport aux températures de 1931-60 et une légère modification de la répartition mensuelle des précipitations. Même s'il a existé d'autres crises morphoclimatiques et si d'autres types de crises ont affecté les bassins-versants torrentiels durant l'Holocène (Ballandras, 1997), le P.A.G. doit servir de modèle parce qu'il s'agit d'une crise connue par les archives historiques et sédimentaires, aussi bien pour l'étude des torrents que pour l'étude des différents processus morphodynamiques
.
Synthèse bibliographique.

Ballandras 1998 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
 Espace Alpin :
Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Il n'existe aucune preuve concluante d'un effet du changement dans la fréquence et l'intensité des laves torrentielles.
Stoffel et al. (2008) suggèrent que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes suisses. Cela contraste avec les autres éléments de preuve, par exemple Pelfini et Santilli, (2008), qui mettre en évidence une tendance à la hausse de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes cent
rales italiennes. Les laves torrentielles sont clairement sensibles aux précipitations de forte intensité et à leur durée en fonction des caractéristiques des bassins versants. Quoi qu'il en soit, les liens entre les variations des précipitations et des laves torrentielles sont loin d'être bien compris. À l'heure actuelle, aucun modèle conceptuel largement convenu des impacts du changement climatique sur les laves torrentielles ne semble exister
 .
  Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire. Ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire. Les contextes d'exposition aux aléas torrentiels sont brièvement discutés.

EURAC 2011 - R: CLISP

Alpes françaises – Département de l'Isère :
Le constat fait depuis quelques années est une augmentation de l’intensité des phénomènes météorologiques, comme l’illustrent les crues violentes et très localisées de la Valdaine en juin 2002, qui ont été un désastre pour le réseau routier, et des traces de cet événement subsistent dans le paysage encore aujourd’hui. On observe des amplitudes thermiques importantes sur des laps de temps très restreint, ce qui paraît être un phénomène assez général (également constaté en Savoie). En conséquence, on a une augmentation apparente des phénomènes de type érosif, avec des épisodes de ruissellement qui entraîne une érosion importante des talus routiers. Les événements de ce type autrefois considérés comme exceptionnels deviennent communs. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches.

Le Bidan 2011 - P

Alpes :
Le permafrost de montagne est extrêmement sensible aux changements climatiques. Ces derniers étés, on a pu observer une augmentation de l’intensité et de la fréquence des éboulements et des charriages de débris dans l’ensemble des Alpes (ex. : effondrement d’une moraine à Mulinet, écroulements au Cervin et au Thurwieser, laves torrentielles à Guttannen et nombreux petits phénomènes).
Le WP6 du projet PermaNET a étudié le lien entre le permafrost et les risques naturels dans des conditions de changement climatique. Un état des connaissances sur les risques liés au permafrost et à la dégradation du permafrost a été élaboré, notamment concernant les laves torrentielles.

Mair & al. 2011 - R PermaNET

Alpes :
Les zones sources font jusqu'à 600 m de long et 200 m de large; les profondeurs d'érosion sont comprises entre quelques mètres à quelques décamètres. Les volumes mobilisés vont de plusieurs milliers à un million de m3 et la zone de dépôts est généralement inférieure à 0.5 km2. La durée des laves torrentielles est généralement de 1 à 3 h et les distances de parcours sont comprises entre 1 et 6 km.

Les laves torrentielles du groupe 1 (déclenchées par des précipitations intenses et prolongées) ont la plus forte amplitude (800 000 m3 à Mulinet), alors que les laves torrentielles du groupes 2 (déclenchées par des pluies torrentielles brèves et localisées) et 3 (déclenchées par des vidanges de lacs glaciaires ou la fonte de glace souterraine) sont généralement de quelques dizaines de milliers de m3. Les laves torrentielles déclenchées par des vidanges glaciaires ne sont cependant pas toujours plus petites que celles déclenchées par les pluies.
La présente étude fournit des données et des analyses sur 16 événements (glaciers de Mulinet, Ormeleura, Monte Giove, Pelmo, Grandes Jorasses, Montasio Occidental, Bodmer, Prà Sec, Rochefort, Belvédère, Chauvet, Weingarten, Freney, Frébouge et Dolent) qui se sont déroulés dans les Alpes au cours des 25 dernières années. De plus, la lave torrentielle de Sissone de 1950 a été incluse. Le secteur d'étude comprend les Alpes italiennes, françaises et suisses, avec un focus sur le secteur Nord-ouest italien. Seuls les événements ayant mobilisé au moins un millier des mètres cubes de débris ont été considérés.

Chiarle et al. 2007 - A

Alpes suisses – Torrent du Durnand (Valais) :
Sans la fonte du pergélisol, la lave torrentielle du Durnand (25 juillet 2006) n’aurait pas été aussi chargée. En effet, le glacier rocheux a fourni un part non négligeable des blocs transportés ; de plus, tout laisse à penser que la fraction fine du matériau - protégée par la cuvette du délavage de pente dû à l’écoulement saisonnier de l’eau météorique - a grandement contribué au « portage » de ceux-ci mais a aussi participé très activement à l’érosion du lit du torrent.
 Observation de terrain à la suite de l'événement

Rouiller 2006 - P


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Région Autonome de Bolzano - Sud Tyrol (Alpes italiennes) :
Une grande variabilité spatiale dans la sensibilité des bassins versants de torrent à des impacts spécifiques du changement climatique a été mise en évidence :
- Dans quelques bassins versants à dépôts récents, une diminution des événements extrêmes est mise en évidence ;
- Dans quelques bassins versants à dépôts anciens, une augmentation des événements extrêmes est mise en évidence ;
- La fréquence des laves torrentielles de faible intensité et les processus de transport sédimentaire devraient augmenter dans la plupart des bassins versants torrentiels.

Rio Cengles/Tschenglser Bach (Sud Tyrol, Alpes italiennes) :
L'augmentation retenue de 20 % de l'intensité des précipitations pour les événements de référence (scénario +20 %) mène à une augmentation du débit liquide d'environ 37 % pour un événement à période de retour de 30 ans, 45 % pour une période de retour de 100 ans et 31 % pour une période de retour de 300 ans. Les volumes transportés augmentent d'environ 36 % pour un événement à période de retour de 30 ans, 51 % pour une période de retour de 100 ans et 43 % pour une période de retour de 300 ans, par rapport aux conditions climatiques actuelles. Le pic de débit d'un événement de référence à période de retour de 30 ans dans les conditions climatiques à venir a presque la même dimension qu'un événement à période de retour de 100 ans dans les conditions climatiques actuelles. Les zones affectées par les laves torrentielles augmentent d'environ 4 à 30 %. L'extension des zones de risque n'a pas de conséquences pour les installations et n'influence pas la situation de risque.
Le torrent Rio Cengles/Tschenglser Bach se trouve dans la partie occidentale de la Région. Le bassin versant a une superficie de 11 km². Ce secteur d'étude est un exemple représentatif de torrents alpins corrigés érodant des dépôts anciens dans des zones de permafrost en dégradation. Pour l'évaluation de la situation actuelle du risque lave torrentielle, la procédure suivante a été suivie (IPP, 2007) :
- caractéristiques des précipitations pour les scénarios d'aléas avec des périodes de retour de 30, 100 et 200 ans;
- préparation et vérification du modèle précipitations-écoulements;
- simulation du transport de fond dans la zone de transit et dans les bassins de rétention;
- simulation du processus de lave torrentielle dans la zone de dépôts pour chaque période de retour;
- délimitation des zones de risque sur la carte;
- analyse des bâtiments exposées.

Le calcul des caractéristiques des précipitations pour les conditions climatiques actuelles (scénario 2000) a été fait d'après les procédures de VAPI (Villi et Bacchi, 2001). Pour les conditions climatiques futures (scénario +20 %), 20 % ont été ajoutés aux valeurs de précipitation obtenues. Pour la modélisation du débit, le modèle précipitations-écoulements Hec-HMS et l'approche SCS ont été utilisés. Pour la simulation du transport de fond dans la zone de transit et dans les bassins de rétention, le modèle DAMBRK de l'US National Weather Service a été utilisé. Pour la simulation des processus de lave torrentielle dans la zone de dépôts, le modèle Flow-2D (O'Brian, 2001) a été utilisé.

Staffler & al. 2008 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones sujettes aux aléas torrentiels : Les mêmes considérations que celles portant sur les avalanches peuvent être tenues sur les processus torrentiels : à l'heure actuelle, il semble n’y avoir aucune preuve tangible que le changement climatique induise des phénomènes plus intenses ou plus fréquents de manière généralisée.

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Il n'existe aucune preuve concluante d'un effet du changement dans la fréquence et l'intensité des laves torrentielles. Stoffel et al. (2008) suggèrent que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes suisses. Cela contraste avec les autres éléments de preuve, par exemple Pelfini et Santilli, (2008), qui mettre en évidence une tendance à la hausse de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes centrales italiennes. Les laves torrentielles sont clairement sensibles aux précipitations de forte intensité et à leur durée en fonction des caractéristiques des bassins versants. Quoi qu'il en soit, les liens entre les variations des précipitations et des laves torrentielles sont loin d'être bien compris. À l'heure actuelle, aucun modèle conceptuel largement convenu des impacts du changement climatique sur les laves torrentielles ne semble exister
.
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire. Sur la base de scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au projet [cf. Température + Précipitations], ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire. Les contextes d'exposition aux aléas torrentiels, notamment, sont brièvement discutés.

EURAC 2011 - R: CLISP

Torrent du Vorz (massif de Belledonne, Alpes françaises) :
Les sédiments du lac Blanc montrent une évolution très nette de la fréquence et l’intensité des crues torrentielles au cours du 20ème siècle et singulièrement au cours de trois dernières décennies. Les archives historiques montrent que la crue de 2005, n’est pas un phénomène isolé et peut se reproduire. En altitude, dans le contexte du réchauffement climatique, les archives naturelles (sédiments lacustres) indiquent que les prochaines années seront marquées par une diminution de la fréquence des crues torrentielles et par une augmentation concomitante de leur intensité.
Cette étude paléolimnologique apporte des éléments de réflexions quant à une évolution inattendue de l’aléa torrentiel dans les Alpes et singulièrement dans la vallée du Vorz, en réponse au réchauffement climatique global. Ces observation nécessitent toutefois d’être étendues à d’autre systèmes et à d’autres massif afin d’être confirmées.
Reconstitution des crues et de la dynamique environnementale dans le bassin versant du Lac Blanc : Dans le cadre de l’étude intégrée du bassin du Vorz, une étude paléolimnologique a été menée sur le Lac Blanc de Belledonne. L’approche paléolimnologique consiste à tenter de reconstituer l’histoire environnementale d’un bassin versant à partir de l’étude des sédiments lacustres, prélevés sous forme de carottes sédimentaires.

EDYTEM 2008 - R

Alpes :
Dans le contexte géographique considéré, le changement climatique peut influencer l'occurrence de laves torrentielles à travers le retrait glaciaire et l'exposition de grandes quantités de sédiments glaciaires non consolidés et non végétalisés, qui peuvent être facilement mobilisés par des crues glaciaires. Le rôle de la fonte de la glace du sol dans la déstabilisation des dépôts et le déclenchement de laves torrentielles est dur à évaluer.
 

Chiarle et al. 2007 - A

Torrent du Ritigraben (Valais) :
La disponibilité en débris et les taux de recharge pourraient subir des changements dans les zones de départ en raison des modifications des conditions climatiques. Étant donné que les températures augmenteront de plusieurs degrés dans le climat futur (selon par exemple, le scénario A2 du GIEC), il est concevable que cela ait des conséquences sur l'état actuel du permafrost, de même que sur la dynamique des glaciers rocheux actifs qui alimentent actuellement en matériaux les zones de départ des laves torrentielles.

Des résultats préliminaires de mesures de températures dans des forages réalisés à côté de la zone de départ du torrent du Ritigraben suggèrent que le permafrost est relativement tempéré et probablement dans un état instable. Pour d'autres sites des Alpes suisses, d'importantes accélérations (« poussées ») de glaciers rocheux ont été observées au cours des dernières décennies. Il est donc concevable que les mouvements des glaciers rocheux augmentent à l'avenir et qu'ils fournissent donc plus de débris dans la zone de départ des laves torrentielles du torrent du Ritigraben. En combinaison avec des épisodes pluvieux (> 60 mm/jour) plus fréquents, ces plus grandes quantités de débris pourraient théoriquement mener à des laves torrentielles de plus grande ampleur.

En revanche, si la glace devait complètement disparaître du corps du glacier rocheux au Ritigraben, on pourrait imaginer que les débris seraient moins facilement transportés dans la zone de départ et donc que moins de matériaux seraient mobilisables pour le déclenchement d'événements futurs.
 

Stoffel 2007 - A

Alpes françaises :
Il pourrait y avoir une augmentation de l'intensité des événements torrentiels dans le massif du Mont Blanc ; une telle augmentation d'intensité pourrait avoir commencé à la fin du petit âge glaciaire.
 

Deline 2006 - P

Alpes suisses :
Il pourrait y avoir un risque d’écoulement renforcé au printemps si des précipitations abondantes tombent sur le couvert neigeux. Si les sédiments restent mobilisables dans la partie supérieure du bassin et si le chenal d’écoulement est régulièrement rechargé avec des débris, la magnitude et l’impact des futures laves torrentielles estivales pourraient être plus importante qu’aujourd’hui à cause de températures plus élevées, de précipitations plus intenses, même si la fréquence des événements estivaux aura tendance à diminuer.
 

Stoffel & Beniston 2006 - A

Alpes germaniques :
Une retombée éventuelle des effets des changements climatiques est l'augmentation du nombre et de l'intensité des coulées de boues et d'éboulis, à cause du déplacement de plus de 400 mètres de la limite du permafrost dans les Alpes, et en même temps de l'augmentation des précipitations extrêmes et de la fonte accélérée des glaciers alpins de moyenne et basse altitude. L'accélération de la fonte des neiges au printemps peut également avoir des conséquences de taille, surtout sur les affluents et les torrents, qui réagissent immédiatement aux précipitations.
 

Seiler 2006 - P

Massifs français:
Après le feu, le sol est recouvert de cendres et de charbons de bois, la partie superficielle est "cuite" et a perdu sa cohésion. Ces matériaux fins et abondants sont très favorables à la formation de laves torrentielles. Les cendres, susceptibles de jouer le rôle de lubrifiant, amplifient ainsi l'entraînement des matériaux. Une augmentation du ravinement des formations superficielles peut s'observer; le sol n'étant plus protégé, les précipitations sont beaucoup plus agressives.
 

Demirdjian 2004 - A

Suisse :
Il y aura un risque accru de coulées de boue et de glissements de terrain suite à l’intensification des précipitations. Les modifications attendues dépassent parfois nettement les fluctuations naturelles observées jusqu’ici. La stabilité des pentes de montagne se trouvera menacée en cas de dégel du permafrost.
 

OcCC 2003 in Frei & Widmer 2007 - E

Alpes suisses :
Le pergélisol joue le rôle d’une surface de cisaillement imperméable ; dans de telles conditions des coulées de boue canalisées peuvent se déclencher dans des cravins ou des chenaux avec une fréquence et des intensités sans précédent (exemple du Ritigraben et du Dorfbach).
 

Bader & Kunz 2000f - R: PNR31

Vallées de la Viège (et Valais Suisse) :
Il est fort probable qu'une augmentation de la température pourrait faire fondre certains glaciers et faire disparaître le pergélisol dans son domaine d'extension inférieur. Les matériaux détritiques (éboulis ou moraines), auparavant consolidés par la glace du pergélisol, seraient ainsi exposés à l'érosion. Si la pente critique de ce matériel est atteinte, des laves torrentielles sans précédant historique pourraient être déclenchées.
 

Stoffel & Monbaron 2000 - P

Alpes :
Des laves torrentielles de taille et d’intensité variable peuvent se former à la marge de zones de permafrosts, dans des éboulis de cônes de déjection et dans le front de glaciers suite a des précipitations intenses ou suite à une fonte de la couverture neigeuse.
 

Haeberli & al. 1997 - A

Alpes suisses :
Avec le changement des paramètres environnementaux, comme les changements climatiques et le déclin de la forêt, des questions se posent pour savoir si la fréquence et/ou l’intensité des coulées de débris va changer. C’est surtout un changement des intensités qui pourrait modifier profondément les situations à risques. Les changements les plus importants sont à prévoir si la disponibilité en sédiment est altérée.
 

Zimmermann & al. 1997 - A

 


FRÉQUENCE
DES CRUES ET LAVES TORRENTIELLES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises du Nord – Lac Anterne (Haute-Savoie) :
En Europe centrale et de l'Ouest, plusieurs études ont montré que les périodes les plus froides de l’Holocène, comme le Petit Âge Glaciaire, correspondent également à des périodes humides. Toutefois, dans les zones de montagne qui sont très sensibles aux processus d'érosion et où les précipitations peuvent être localisées, l’évolution passée de l'activité hydrologique pourrait être plus compliquée. Pour évaluer ces changements hydrologiques passés, une approche paléolimnologique a été appliquée sur une carotte sédimentaire longue de 13,4 m prélevée dans le lac d’Anterne (2063 m) et représentant les derniers 3500 ans. Ces sédiments lacustres sont essentiellement composés de dépôts de crues provoquées par les précipitations. Les analyses sédimentologiques et géochimiques montrent que les crues ont été plus fréquentes pendant les périodes froides tandis que les événements de crues de forte intensité se sont produits préférentiellement pendant les périodes chaudes. Dans des conditions de températures moyennes, les deux types de crues sont présents. Cela souligne la relation complexe entre les risques de crues et le changement climatique dans les zones de montagne. Pendant les époques les plus chaudes et/ou les plus sèches de la fin de l'âge du fer et de l'époque romaine, la fréquence et l'intensité des crues ont augmenté. Cela est interprété comme un effet induit par les défrichements d’origine humaine pour les activités de pâturage et révèle que les interférences anthropiques doivent être prises en compte lors de la reconstruction de signaux climatiques à partir des archives naturelles.
Cette étude vise à distinguer les dépôts détritiques liés à des précipitations "normales" et/ou à la fonte des neiges de ceux provoqués par les événements extrêmes de fortes précipitations, en se concentrant sur les derniers 3500 ans à la lumière d'une reconstruction de la température de l'air en juillet basée sur les chironomes établie à partir de la même séquence sédimentaire lacustre (Millet et al., 2009). Comme la mobilisation et le transport des sédiments grossiers jusque dans les lacs reflètent une augmentation de la vitesse du courant et du débit, la taille des grains a été utilisée comme un indicateur de l'intensité des paléo-crues. Afin de disposer d'un enregistrement continu à haute résolution de l'intensité des crues, un indice des particules grossières a été déterminé à partir des mesures géochimiques obtenues avec un scanner de carotte. Les relations entre la fréquence et l'intensité des crues, l’histoire de l'utilisation des sols et le climat sont également examinées par comparaison avec d'autres archives du climat et des activités humaines.

Giguet-Covex & al. 2012 - A

Alpes françaises du Nord – Lac Blanc de Belledonne (Isère) :
On s'attend à une augmentation du risque de crues dans le contexte du réchauffement climatique. Cependant, de longues séries chronologiques de données hydro-climatiques à haute altitude sont trop rares pour évaluer de manière fiable le taux de récurrence de tels événements dans les zones de montagne.

Pour le torrent du Vorz, l’intensité des crues enregistrées dans le lac Blanc de Belledonne a été déduite de la masse de sédiments accumulés par chaque crue et comparée avec les données reconstruites ou homogénéisées des variations des précipitations, de la température et des glaciers. Alors que la fréquence des crues décennales semble être indépendante des précipitations saisonnières, une relation avec les variations des températures estivales peut être observée à des échelles de temps décennales. La plupart des crues extrêmes se sont produites depuis le début du 20e siècle, la plus forte ayant été enregistrée en 2005. Ainsi, cet enregistrement indique que le réchauffement climatique favorise la survenance d'événements de crues torrentielles de forte magnitude dans les bassins versants de haute altitude.

56 événements de crues ont été documentés dans la séquence sédimentaire du lac Blanc, survenus entre 1740 et 2007. Cette chronique couvre donc deux périodes climatiques distinctes, la fin du Petit Âge Glaciaire (PAG, 1740-1860) et la période de réchauffement récent (1860-2007). Il n'y a pas de distinction dans la survenue des inondations entre ces deux périodes ; 27 événements (période de retour moyenne : 4,5 ans) contre 29 respectivement (moyenne période de retour : 5 ans). Trois périodes importantes sans aucune crue sont perceptibles : 1750-1775, au cours du PAG, 1870-1905 et 1960-1985 au cours du réchauffement récent. De même, des périodes de haute fréquence des crues se sont produites au cours du PAG (1790-1805 et 1830-1845) ainsi qu’au cours du 20ème siècle (1905-1915 et 1945-1960) avec une fréquence similaire de 5-7 événements par 11 ans.
Des techniques paléolimnologiques ont été utilisées pour évaluer l'évolution de la fréquence et de l'ampleur des crues soudaines dans les Alpes d'Europe du Nord-Ouest depuis le Petit Âge Glaciaire (LIA). L'objectif était de documenter un éventuel effet de réchauffement climatique post-19ème siècle sur la fréquence et l’intensité des crues torrentielles. Au total, 56 dépôts de crue ont été détectés à partir de la taille des grains et des mesures géochimiques effectuées sur les carottes de gravité prises dans le lac Blanc (lac proglaciaire situé à 2170 m d'altitude dans le massif de Belledonne). Le modèle d’âge repose sur la datation radiométrique (137Cs et 241Am), la contamination au plomb historique et la corrélation des dépôts importants déclenchés par des crues ou des séismes, ainsi que les événements reconnus dans les archives historiques. Le calendrier des crues résultant s'étend sur les dernières 270 années ca (AD 1740-AD 2007).

Wilhelm & al. 2012a - A

Alpes françaises du Sud – Lac d'Allos / Région de la Méditerranée nord-occidentale :
L’étude des sédiments du lac d'Allos dans les Alpes françaises méditerranéennes a permis de reconstituer un calendrier des crues sur les années derniers 1400 ans. Sur une échelle de temps multiséculaires, la fréquence des crues à Allos est compatible avec les conditions générales d'humidité, d’hydrologie des grands cours d’eau et des températures dans la région nord-ouest de la Méditerranée, c’est-à-dire, une faible activité des crues pendant la Période Médiévale chaude / sèche et une forte activité des crues au cours du Petit Âge Glaciaire froid / humide. Bien qu'il y ait eu une augmentation générale de la fréquence des crues pendant la période multiséculaire du PAG, les fréquences des crues ont été très variable à l’échelle infra-centennale. Cette variabilité peut être en phase avec les maxima d'énergie solaire. En outre, les pics de fréquence des crues semblent être liés aux phases négatives de la NAO en automne. Une telle relation a déjà été signalée à la suite reconstructions des paléo-crues pour les rivières espagnoles.

Enfin, une comparaison des enregistrements de crues dans la région méditerranéenne nord-occidentale a montré que les épisodes de précipitations intenses à Allos (à l'est de la vallée du Rhône) étaient en phase inverse avec les événements dans les Cévennes (à l'ouest du Rhône), mais en phase avec les événements dans l'est de l'Espagne. Les fréquences des crues étaient plus élevés dans les Alpes du sud et sur la côte méditerranéenne de l'Espagne que dans la région Cévennes-Vivarais pendant les périodes AD 1600-1660, 1750-1900 et 1950-2000, et plus élevées dans la région Cévennes-Vivarais que dans les Alpes du sud et sur la côte méditerranéenne de l'Espagne au cours des périodes AD 1680-1750 et 1900-1950. Etayé par des analyses météorologiques, cela suggère une oscillation de 50 à 150 ans entre les deux types de circulation atmosphérique qui se traduisent par des épisodes de précipitations intenses en Méditerranée nord-occidentale.
Afin de déterminer le forçage dominant sur les processus d'érosion, les auteurs ont d'abord analysé des signaux indiquant des dépôts de crues dans la séquence sédimentaire et examiné l’enregistrement pollinique pour déterminer l'histoire de l'utilisation des terres dans la région. Ils ont ensuite comparé l’enregistrement de l’occurrence des paléo-crues à Allos avec des événements historiques locaux et d'autres enregistrements de crues ou du climat à long terme. Cela a permis d'interpréter le signal des crues reconstruit pour étudier la relation entre les événements de précipitations extrêmes et le changement climatique dans la région méditerranéenne du nord-ouest.

Wilhelm & al. 2012b - A

Alpes françaises :
Des séquences sédimentaires de lacs d’altitude ont été étudiées pour reconstituer l’évolution de la fréquence et de l’intensité des crues passées. Trois calendriers de crue couvrant de 300 à 1400 ans ont été reconstitué et renseignent sur l’évolution de l’activité torrentielle au cours des derniers siècles (Lac Blanc) aux derniers millénaires (Lacs d’Anterne et d’Allos). La comparaison de ces calendriers de crue avec des reconstitutions de température suggère des relations complexes, dépendant de la sensibilité des sites et des échelles de temps investiguées. Sur l’ensemble des Alpes Françaises la fréquence de crue à l’échelle centennale à milléniale augmente en période froide. Cependant l’intensité des crues augmente en période chaude dans les Alpes du Nord alors qu’elle diminue dans les Alpes du Sud.

Des études en cours sur le Lac Blanc (massif des Aiguilles Rouges) et le Lac d’Eychauda (massif des Ecrins) devraient permettre d’affiner ces modèles dans un futur proche. Cependant il apparaît déjà que l’évolution de l’intensité des crues en fonction de la température diverge entre le Nord et le Sud des Alpes françaises, suggérant une régionalisation des effets du réchauffement global sur l’activité torrentielle.
L’étude des séquences sédimentaires des lacs d’Anterne, Blanc et Allos, situées à haute altitude et dominées par les flux détritiques, a montré qu’il est possible de retrouver des dépôts résultant des crues passées. A partir de l’analyse conjointe de la granulométrie et de la géochimie, il a également été possible de détecter des dépôts de crue de l’ordre du millimètre seulement. L’intensité des crues passées a pu être reconstituée à partir de traceurs géochimiques ou de l’épaisseur des dépôts, en fonction des contextes géomorphologiques et sédimentaires. La comparaison des calendriers de crues ainsi obtenus avec des reconstitutions de température (BD HISTALP, données dendrochronologiques) suggère des modèles régionaux distincts d’évolution de l’activité torrentielle entre les Alpes du Nord et du Sud. [voir les références dans l’étude].

Wilhelm & al. 2012c - P

Alpes françaises :
Les travaux récents ont permis de monter qu’il est possible de renseigner l’évolution passée de l’activité torrentielle aux cours des derniers siècles aux derniers millénaires à partir de l’étude de séquences sédimentaires de lacs d’altitude. Ces recherches permettent en outre d’investiguer le rôle des changements climatiques passés sur l’évolution de l’aléa torrentiel pour anticiper l’impact potentiel du réchauffement global actuel.

Les résultats suggèrent des modèles régionaux de l’évolution de l’aléa torrentiel en fonction des forçages prédominant. Dans les Alpes du Sud, les événements de précipitations intenses semblent fortement liés aux circulations atmosphériques et à l’intensité de l’activité cyclonique. Les périodes froides prolongées semblent favoriser des hautes fréquences de crue et l’occurrence d’événements extrêmes, probablement en lien avec l’intensification des flux d’ouest. A une échelle décennale, la variabilité de la fréquence de crue semble de plus associée aux phases négatives de l’Oscillation Nord-Atlantique. Dans le contexte actuel du réchauffement global, ces résultats suggèrent une diminution générale de l’aléa torrentiel dans les Alpes du Sud pour les décennies à venir.

Dans les Alpes du Nord, le modèle d’évolution de l’activité torrentielle apparaît plus complexe et semble résulter d’interactions entre les apports d’humidité par les flux d’ouest et de l’évolution de la température. Comme pour les Alpes du Sud, l’intensification des flux d’ouest aux cours de périodes froides prolongées semble favoriser l’augmentation de la fréquence des crues. Cependant, à une échelle décennale, l’effet de la température et de l’oscillation nord Atlantique semble se surimposer. En effet, à cette échelle de temps, l’augmentation de température et les phases positives de l’Oscillation Nord-Atlantique semblent favoriser une augmentation de la fréquence des crues. Dans le contexte actuel du réchauffement global, ces résultats suggèrent plutôt une diminution de la fréquence des crues mais une augmentation significative de leur intensité dans les Alpes du Nord.
Pour estimer la variabilité régionale de l’activité torrentielle en réponse aux changements climatiques passés, 3 sites d’étude ont été sélectionnés dans les Alpes françaises selon un transect nord-sud : le Lac Blanc dans le massif des Aiguilles Rouges (2352 m), le Lac Blanc dans le massif de Belledonne (2160 m) et le lac d’Allos dans le massif du Haut-Verdon, Mercantour (2230 m). L’identification des dépôts de crue dans les séquences sédimentaires a été réalisée à partir d’une description lithologique détaillée et d’analyses granulométriques. Des analyses géochimiques par scanner de carotte ont permis d’acquérir des traceurs indirects de la granularité à haute résolution pour une identification exhaustive des dépôts de crue. La reconstitution de l’intensité des crues a été adaptée pour chaque site en fonction des caractéristiques géomorphologiques du bassin versant, de la nature du matériel érodé et des processus de transfert du matériel vers le lac. Elle est basée sur deux approches différentes : la granularité ou le volume de matériel transporté. La datation des séquences sédimentaires a été réalisée à partir des méthodes classiques de mesures de radioéléments à courte demi-vie (210Pb, 137Cs, 241Am) et de mesures 14C. Des corrélations avec des séismes régionaux ou des contaminations historiques au plomb ont permis de contraindre ou de supporter les modèles d’âge. [voir les références dans l’étude].

Wilhelm & al. 2012d - P

Vallée de Zermatt (Valais, Suisse) : A partir d’une reconstruction de l’histoire de l’activité des laves torrentielles de huit torrents, les auteurs ont analysé les changements et les tendances dans l’occurrence des laves torrentielles, les conditions climatiques qui prévalaient lors des événements et les évolutions possibles dans un climat futur. Basé sur l'analyse dendrochronologiue de 2467 conifères (Larix decidua principalement et Picea abies), 417 événements entre AD 1600 et 2009 ont été évalués. Les fréquences décennales suggèrent des pics d’activité des laves torrentielles après la fin du «Petit âge glaciaire» et pour la période 1920-1929. En revanche, l'activité a été plutôt faible au cours de la partie la plus récente de l'enregistrement (2000-2009), qui est en accord avec la diminution observée dans le nombre de déclenchement des précipitations. Les tendances à long terme des événements de laves torrentielles ont été analysés pour trois intervalles de temps de la période 1850-2009 avec le tests t de Student. Pour la fréquence de laves torrentielles sur toute la vallée, aucune tendance significative ne peut être observée au cours des 150 dernières années. Les auteurs concluent que la présence l’occurrence des laves torrentielles dépend des variations à court terme des précipitations à l’origine de leur déclenchement plutôt que des changements climatiques sur le long terme. Basé sur un grand jeu de données spatiales et temporelles d'événements passés obtenus à partir de séries dendrochronologiques de conifères influencés par l’activité des laves torrentielles, cette étude analyse les événements survenus dans huit des torrents de la vallée de Zermatt depuis 1600 et 1850. Au total, 417 événements de laves torrentielles ont été enregistrés sur 226 années d’événements différentes entre 1600 et 2009.

Bollschweiler & Stoffel 2010 - A

Rivière Steiner Aa / lac de Lauerz (Canton de Schwyz , Suisse centrale) : Afin de fournir un nouvel éclairage sur les processus associés à des glissements de terrain passés ainsi qu’à la fréquence des crues exceptionnelles, des carottes sédimentaires ont été extraites du lac de Lauerz qui se trouve dans l’emprise de ces glissements de terrain et qui permet de reconstituer les épisodes de fort débit enregistrés depuis 2000 ans dans des couches sédimentaires typiques des dépôts de crues. Trois périodes avec une occurrence accrue de turbidites liées aux crues ont été identifiées, datant de 580-850, 990-1420 et 1630-1940 AD. Parmi les 54 couches de crues détectées, 6 marquent probablement des événements de pluies exceptionnellement fortes, qui sont datés à ~ 610, ~ 1160, ~ 1290, ~ 1660, ~ 1850 et ~ 1876 AD, ce dernier étant associé à l'un des événements de précipitations les plus intenses jamais enregistré instrumentalement dans la région. L’analyse des carottes extraites montre une succession sédimentaire avec des indices variables des glissements de terrain et des inondations passés, en fonction de l'emplacement du carottage dans le lac. Une carotte longue de 10m dans la partie distale du bassin couvre une histoire sédimentaire de 2000 ans datée au radiocarbone.

Bussmann & Anselmetti 2010 - A

Torrent du Vorz (massif de Belledonne, Alpes françaises) :
La distribution temporelle des événements inventoriés par l'approche historique depuis le milieu du 18e siècle n’est pas aléatoire. Ils correspondent en partie à des événements climatiques déjà connues : fin du Petit Age Glaciaire (1850), épisode climatique chaud et humide des années 1930-1940, et emballement du réchauffement climatique actuel depuis les années 1980.

La chronique sédimentaire reconstituée permet d’accéder à l’évolution de la fréquence (nombre d’évènement par décennie) et de l’intensité (épaisseur moyenne par décennie) des crues torrentielles dans le Lac Blanc depuis environ 250 ans. Les données paléolimnologiques montrent que le vingtième siècle a connu une diminution importante de la fréquence des crues torrentielles. Inversement, on note que les évènements de 1987 et 2005 sont ceux qui présentent la plus forte intensité de tout la période considérée. On assisterait donc aujourd’hui à une diminution de la fréquence des crues, mais à une augmentation de leur intensité.

Cette étude paléolimnologique apporte des éléments de réflexions quant à une évolution inattendue de l’aléa torrentiel dans les Alpes et singulièrement dans la vallée du Vorz, en réponse au réchauffement climatique global. Ces observation nécessitent toutefois d’être étendues à d’autre systèmes et à d’autres massif afin d’être confirmées.
Exploitation des archives administratives et cartographiques : La reconstitution des événements hydrologiques passés repose sur la consultation et l’analyse des documents administratifs, comptables et cartographiques consultables aux Archives départementales de l’Isère et dans les archives communales de Sainte-Agnès et de Saint-Mury-Monteymont.

Reconstitution des crues et de la dynamique environnementale dans le bassin versant du Lac Blanc : Dans le cadre de l’étude intégrée du bassin du Vorz, une étude paléolimnologique a été menée sur le Lac Blanc de Belledonne. L’approche paléolimnologique consiste à tenter de reconstituer l’histoire environnementale d’un bassin versant à partir de l’étude des sédiments lacustres, prélevés sous forme de carottes sédimentaires.

EDYTEM 2008 - R

Valle del Gallo (Lombardie, Alpes italiennes) :
La distribution temporelle et la fréquence des laves torrentielles peuvent être analysées avec précision à partir de 1887. On peut considérer l'intervalle moyen entre deux événements consécutifs comme significatif seulement pour le groupe A; il est compris entre 3.1 et 5.0 ans (4.1 ans en moyenne). De nombreux événements ont été détectés sur différents cônes de déjections; les dates les plus significatives, enregistrées sur au moins cinq cônes, sont 1887, 1888, 1899, 1917, 1941, 1951, 1955, 1962, 1970, 1975, 1977, 1980, 1986, 1991, 1997, 2000 et 2001. La fréquence de toutes les laves torrentielles datées depuis la fin du 19e siècle montre une augmentation graduelle, atteignant un maximum sur la période 1974-1983, suivie par une réduction. Une tendance semblable peut être observée pour le nombre d'années à laves torrentielles par décennie, indépendamment du nombre de cônes de déjections affectés ; mais après le pic de 1974-1983, un autre maximum peut être détecté pour la période 1994-2003. La tendance générale à la croissance pourrait en partie être reliée à la réduction des quantités et de la fiabilité des données pour les périodes les plus anciennes. Cependant, la diminution de la fréquence des événements des dernières décennies apparaît significative.
Les analyses dendro-géomorphologiques ont été menées sur 12 cônes de déjections et 2 chenaux situés sur des pentes. Les anomalies de croissance des arbres (cicatrices d'abrasion, bois de compression et brusques changements de croissance) ont été utilisées comme méthodes de datation des laves torrentielles. 239 événements ont été datés entre 1875 et 2003 à partir de 757 arbres (Pinus montana Mill.). Sur six cônes, des chronologies détaillées de laves torrentielles couvrant une longue période (1875-2003) et reconstituées à partir d'un grand nombre d'arbres ont été obtenues (groupe A); en revanche, les huit autres cônes affichent un nombre relativement restreint d'événements datés, souvent récents et identifiables sur moins d'arbres (groupe B).

Pelfini & Santilli 2008 - A

Vallée de la Clarée (Briançonnais, Alpes françaises) :
Dans le cas des cônes de déjection dépourvus de chenal d’écoulement (petits bassins versants), l’évolution contemporaine de la torrentialité s’est traduite par une réduction de la zone d’emprise entretenue par les crues de faible et moyenne fréquence (période de retour inférieure à 5 ans).

La tendance séculaire observée dans la vallée de la Clarée à la rétraction de l’emprise torrentielle sur les cônes de déjection doit être interprétée comme la réponse géomorphologique des torrents à la réduction de la fréquence des crues de faible et moyenne magnitude, et non pas comme la disparition progressive d’un aléa torrentiel toujours omniprésent en haute montagne.
L’évolution contemporaine de l’activité des torrents de la basse vallée de la Clarée est étudiée en se fondant, d’une part, sur l’analyse de leur cône de déjection à travers l’étude diachronique de photographies aériennes et de documents d’archives des 100 dernières années et, d’autre part, sur les résultats de l’observation de différents torrents grâce à des mesures topométriques décrivant l’évolution de leurs chenaux durant la dernière décennie.

Garitte & al 2007 - A

Lac des Braies (Dolomites, Italie) :
La chronologie des laves torrentielles donne un aperçu des événements survenus dans le bassin versant du Lago di Braies sur environ 2250 ans. Pendant cette période le temps de retour d'un événement varie entre 1 et 127 ans, avec une moyenne d'une lave torrentielle déposée tous les 16 ans.

Une meilleure approximation des laves torrentielles est obtenue avec la moyenne mobile régressive sur 100 ans de la chronologie. Cela permet de distinguer clairement des périodes de faible et forte activités. En moyenne, 6 événements se produisent par siècle. Les périodes avec un nombre d'événements au-dessus de la moyenne sont : 60-300 ap J-C, avec une moyenne de 8.0 événements pour 100 ans et 670-810 ap J-C, avec une moyenne de 7.7 événements pour 100 ans. Le dernier millénaire comporte 3 périodes avec une fréquence de laves torrentielles au-dessus de la moyenne : 1240-1350 ap J-C avec une moyenne de 8.8 événements pour 100 ans; 1500-1620 ap J-C avec une moyenne de 11.3 laves torrentielles; et 1740-1920 ap J-C avec 12.3 événements pour 100 ans. Les deux dernières périodes présentent les plus fortes valeurs de fréquence de laves torrentielles, et en fait seule la période 900-1240 ap J-C reflète la fréquence moyenne des laves torrentielles.
La nouvelle approche présentée dans cet article est basée sur l'observation qu'après une lave torrentielle des matériaux fins sont lessivés dans le lac et y forment des couches caractéristiques qui se distinguent des sédiments stratifiés annuellement de manière normale. En analysant ces couches grâce à des forages, il est possible de reconstituer une chronologie détaillée des laves torrentielles.

L'évaluation de l'intensité des laves torrentielles a été réalisée en mesurant l'épaisseur des couches de dépôts torrentiels. Des analyses visuelles (couleur, granulométrie, structures) ainsi que des analyses géochimiques et physiques à intervalle de 10 cm ont également été conduites.

Irmler & al. 2006 - A

Torrent du Ritigraben (Valais) :
La reconstitution dendrochronologique de 123 laves torrentielles remontant à 1570 montre que relativement peu de laves torrentielles sont survenues au cours de la période 1570-1860. Cela s'explique par des étés plus frais avec des chutes de neige plus fréquentes dans la zone de départ des laves torrentielles. Une augmentation de l'activité a été observée pendant les périodes humides (1864-1895) ayant suivi la dernière avancée des glaciers du LIA et au début du 20 e siècle. En revanche, une activité comparativement basse a été observée depuis 1995, avec un seul événement enregistré. Les fréquences décennales sont généralement restées bien en-dessous de la moyenne pendant la plupart du LIA et des périodes avec une activité considérable de laves torrentielles apparaissent seulement à partir des années 1860. La forte augmentation de l'activité s'est poursuivie au début du 20 e siècle et a culminé entre 1916 et 1935, avec sept événements par décennie d'après les reconstitutions dendrochronologiques. Cela reflète les conditions chaudes et humides qui prévalaient dans les Alpes suisses au cours de cette période. Cet épisode d'activité prononcée a été suivi par une diminution assez marquée des fréquences décennales. Une activité très réduite peut être observée pour la dernière décennie (1996-2005) avec seulement une lave torrentielle enregistrée. Avec les périodes 1706-1715 et 1796-1805, les dix dernières années enregistrent l'activité de laves torrentielles la plus basse depuis les 300 dernières années.
 

Stoffel & Beniston 2006 - A

Alpes suisses :
Des événements de grande ampleur, avec l’occurrence simultanée de laves torrentielles dans le torrent du Ritigraben sont, au mieux, aussi fréquent aujourd’hui que dans le passé (18e et 19e siècle).  La reconstruction de coulées de débris du passé et la variation répétée des intervalles de récurrence réduit l’importance de la « soudaine » augmentation d’événements en 1987. En fait, des données reconstruites pour le Ritigraben montre que des phases avec une activité accentuée et des intervalles de récurrence plus réduits qu’aujourd’hui existaient dans le passé, plus spécialement après 1827 et jusqu’à la fin du 19e siècle. Cette période d’intervalles réduits des laves torrentielles dans le Ritigraben coïncide avec une phase d’activité importante des crues en Suisse.
La fréquence des laves torrentielles passées a été obtenue par dendro-géomorphologie.

Les événements reconstitués ont ensuite été comparés aux données d'archives sur les inondations des rivières voisines
et la distribution des sites affectés par les inondations a été analysée. Seuls les événements ayant eu lieu entre juin et octobre ont été analysés et les inondations causées par des vidanges de lacs glaciaires ont été mises de côté.

Stoffel & al. 2005a - A

Alpes françaises du Sud :
Trois étapes caractérisent la mise en place du remblaiement postglaciaire principal [voir références dans l’étude] : (1) Des apports caillouteux datés du Préboréal dans la vallée de l'Ubaye où ils traduisent le maintien de conditions morphoclimatiques encore instables. Mais dans le domaine subalpin (bassin du Buëch), la sédimentation caillouteuse se développe dès la fin du Tardiglaciaire et, notamment, au cours du Dryas récent. Cette coïncidence a conduit à admettre les implications majeures de cette crise morphoclimatique, reconnue partout dans les Alpes occidentales (données palynologiques et surtout évolution des fronts glaciaires d'altitude), sur le comportement hydrodynamique des cours d'eau sud-alpins ; (2) La sédimentation est essentiellement limoneuse et limono-caillouteuse à partir du Boréal, dans la plupart des bassins. Le phénomène traduit, semble-t-il, une diminution notable de l'activité érosive sur les versants comparativement aux périodes antérieures, corrélative de la densification du couvert végétal et à l'établissement progressif d'un climat plus humide et de régime moins contrasté. La progression des espaces arboréens mésothermophiles et, en particulier, des ripisylves est à l'origine du caractère hydromorphe des dépôts et du développement de milieux alluviaux mal drainés. Néanmoins, les lits caillouteux interstratifiés dans les dépôts limoneux suggèrent des périodes de reprise de la torrentialité ; (3) La stabilisation progressive des versants montagnards aboutit à une phase de pédogenèse, clairement identifiée dans la zone intra-alpine (sols bruns calciques datés entre 6300 et 5700 BP) et synchrone de l'optimum bioclimatique postglaciaire (deuxième moitié de l'Atlantique). Le remblaiement s'achève localement par des apports caillouteux, en discordance de ravinement sur les assises limoneuses ou les paléosols enterrés. Ce renversement de tendance prélude à l'instabilité accrue des bassins-versants qui caractérise toute la seconde partie de l'Holocène (crises érosives climato-anthropiques).

L'enchaînement des différentes étapes de la sédimentation obéit assez fidèlement aux grandes tendances de l'évolution bioclimatique des paléoenvironnements sud-alpins révélées par les travaux des palynologues. Dès lors, se trouve proposé un modèle caractérisé par une certaine continuité morphodynamique, mais dans lequel sont encore mal perçus les rythmes de l'activité détritique. Cependant M. Jorda réfutait en 1993 l'image d'une évolution résumée à une simple courbe ascendante de l'amélioration climatique. Les changements qui affectent en particulier la torrentialité du bassin de l'Ubaye démontrent, en effet, que des crises érosives ont répondu à des variations significatives du volume, du régime saisonnier et de l'intensité des précipitations. Cette interprétation trouvera plus tard confirmation dans les travaux de C. Miramont et O. Sivan.
En 1980, M. Jorda proposait un premier schéma chronostratigraphique de l'évolution tardi- et postglaciaire des bassins-versants sud-alpins. Dans les Alpes du Sud, ce modèle chronoclimatique a été à la base de cinq travaux de thèse menés depuis les années 1990 (Gautier, 1992 ; Rosique, 1996 ; Ballandras, 1997 ; Miramont, 1998 et Sivan, 2002). Ceux-ci ont affiné sensiblement le cadre chronologique et les interprétations biomorphoclimatiques de l'activité fluviatile des 30 derniers millénaires. Mais ils ont surtout envisagé les réponses diversifiées des systèmes fluviaux aux mutations des paléoenvironnements, et les rythmes et ruptures de leur évolution. Les avancées les plus significatives concernent la période d'alluvionnement majeure responsable de la mise en place du remblaiement postglaciaire principal (12000 - 6000 BP). Elles ont tiré profit de la grande richesse paléontologique des formations alluviales postglaciaires des bassins-marneux subalpins (troncs subfossiles, débris charbonneux, malacofaunes et pollens) qui autorise l'utilisation croisée de divers indicateurs chronologiques et/ou paléoécologiques. Les auteurs dressent ici un bilan des recherches qui ont porté, depuis les travaux pionniers de M. Jorda, sur le cycle de sédimentation postglaciaire principal.

Miramont & al. 2004 - A

Alpes françaises - Torrent du Manival (Isère) :
La crise climatique du Petit âge glaciaire entre 1250 et 1850 (Magny, 1995) semble avoir favorisé une érosion torrentielle intense et accru la production sédimentaire, notamment la fréquence des laves torrentielles (Rapp et Nyberg, 1981; Grove, 1987).

L'inventaire des laves et crues torrentielles du Manival permet de discuter de la stationnarité de l'échantillon, c'est-à-dire du fait qu'il n'y a pas eu de modification systématique des phénomènes au cours du temps. On observe une sortie de l'intervalle de confiance à 90%, avec une phase plus active avant 1910, puis une période de 70 ans pratiquement sans événements, et une reprise de l'activité à partir de 1980. A un pas de temps plus fin, des pulsations de 3 à 5 événements semblent se manifester régulièrement (sans lien avec d'éventuels mouvements de masse).
Si l'on s'intéresse à la stationnarité des épisodes de classe 2 et 3, on retrouve le même comportement, avec une période « creuse » de 1910 à 1980. Par contre, les événements significatifs, de classe 3, sont répartis de façon homogène sur les XlXe et XXe siècles.

Les légères irrégularités dans le rythme des crues torrentielles seraient conformes à ce qu'on peut attendre du côté aléatoire du fonctionnement des torrents, incluant des abats d'eau ou des mouvements de masse chroniques et modérés, et il n'est donc pas possible de les attribuer à des modifications des facteurs climatiques, anthropiques (aménagement RTM) ou cataclysmiques (apports massifs de matériaux par mouvement de masse). En d'autres termes, ni la fin du Petit âge glaciaire, ni la correction active et les changements dans l'utilisation du sol, ni les mouvements de masse intervenus n'auraient modifié les crues torrentielles significatives du Manival depuis 1800.
Enquête historique approfondie [dans le cadre du programme "Historisque"] se fondant sur l'inventaire des sources de documents relatifs à ce cours d'eau.

Mise en œuvre d'un test de stationnarité sur le processus d'occurrence, qui consiste à reporter sur un graphique le rang de chaque événement (par ordre chronologique de la lave) en fonction du temps. La comparaison de cette courbe expérimentale avec l'intervalle de tolérance à 90% permet de disposer d'un critère statistique pour l'acceptation de l'hypothèse de stationnarité du processus des crues.

Lang & al 2003 - E

Alpes françaises du Sud et région Méditerranéenne :
Dans les bassins versants des tributaires de scond ordre de la moyenne Durance, les phases de diminution des débits fluviaux et de la charge sédimentaire correpondent à celles de formation du sol, d'expansion de la forêt dans les fonds de vallée et d'incision fluviale. La période de 12 000 à 6500 BP correspond à une augmenatation des débits fluviaux marquée par une phase majeure d'accumulation des sédiments dans les fonds de vallée,nommée le 'Remblaiement Postglaciaire Principal' (Jorda, 1985). La seconde moitié de l'Holocène, après 6500 BP, se caractérise par une diminution relative des dépôts sédimentaires et par une tendance générale à l'incision des lits majeurs. Surimposées à cette tendance générale, des crises détritiques marquées par des dépôts plus grossiers apparaîssent ponctuellement sur l'ensemble de la période Holocène, en particulier au cours de la période de 12 000 à 6500 BP. De plus, interlités dans les remplissages massifs alluviaux et colluviaux accumulés dans les vallées pendant le début jusqu'au milieu de la période Holocène, des niveaux contenant de nombreux toncs d'arbre sub-fossiles (Pinus silvestris sp.) ont été trouvés et datés au radiocarbone. La bonne préservation des troncs et leur position fréquemment sur pied indiquent qu'ils ont été enfouis plutôt rapidement. Leurs motifs de croissance, reconstruits d'après les observations des cernes de croissance des arbres, suggèrent des changements environnementaux rapides : une augmentation de la fréquence des crues ayant conduit à un accroissement de l'accumulation sédimentaire sur les sites où poussaient les pins qui a entraîné leur mort après moins d'un siècle.

Les périodes séculaires de diminution de l'activité fluviale dans la région Méditerranéenne ont été en phase non pas avec les périodes de refroidissement marquée par l'élévétion des niveaux lacustres et les avancées glaciaires en Europe centrale, mais avec les phases de retrait glaciaire dans le nord des Alpes et l'abaissement du niveaux des lacs dans le Jura. Elles se sont produites vers 11 500, 10 500, 9000, 7000, 4000, 3000, 2000 et 800 cal BP.

De manière générale, un synchronisme entre les niveaux hauts dans les lacs du Jura et les phases d'augmentation de l'activité fluviale dans les vallées des Alpes du Sud marquée par les troncs fossiles de Pinus silvestris ou des accumulations de graviers ou de blocs peut être observé sur les périodes du Dryas ancien et de l'Holocène, excepté au milieu de l'Holocène. La chronologie de cette phase d'interruption de l'accumulation des sédiments au milieu de l'Holocène reste à détailler. Les dates radiocarbones disponibles la placent après 6920 ± 190 BP, c'est-à-dire vers 7750 cal BP, et avant 5240 ± 190 BP, c'est-à-dire vers 5600 cal BP (Rosique, 1996; Sivan, 1999). Ces corrélations suggèrent que des conditions plus humides marqués par des hauts niveaux lacustres en Europe centrale ont correspondu à une fréquence accrue des précipitations orageuses ayant déclenché des crues, des dépôts de graviers et l'enfouissement des arbres dans la région du nord de la Méditerranée. En outre, il est remarquable que les diminutions de l'activité fluviale dans les Alpes du sud enregistrées vers 11500, 9000 et 7000 cal BP n'ont pas d'équivalent dans les phases d'aridification identifiées par Jalut et al. (2000) d'après les rapports polliniques entre espèces caducifoliées et sclérophylles. Le synchronisme général observé entre les oscillations climatiques séculaires marquées par l'augmentation du débit des rivières dans les Alpes du Sud, l'élévation du niveaux des lacs dans le Jura et les avancées glaciaires dans les Alpes pourrait avoir résulté d'un déplacement alternativement vers le sud et vers le nord du courant-jet atlantique.
Sur les 20 dernières années, des investigations systématiques ont été menées dans les vallées des Alpes françaises du Sud pour reconstruire les processus morphogéniques associés aux changements paléohydrologiques à l'échelle régionale (Jorda, 1985; Gautier, 1992; Rosique, 1996; Miramont, 1998; Miramont et al., 1999, 2000). La syntèse est basée sur (1) une compilation des données de 25 sites dans la moyenne vallée de la Durance et celles de ses tributaires, et (2) sur plus de 90 dates issues de datations radiocarbones et de matériel archéologique (Miramont et al., 2000; Jorda et al., in press). La plupart des sonnées proviennent des tributaires de second ordre de la moyenne vallée de la Durance, situés dans les 'Terres Noires', des marnes jurassiques très sensibles à l'érosion.

Des corrélations sont présentées sur les périodes du Dryas inférieur et de l'Holocène entre les données d'Europe centrale et du sud à partir des enregistrements de l'activité fluviale reconstruits par Miramont et al. (1999, 2000) dans les Alpes du sud et de l'enregistrement des niveaux lacustres établi dans le Jura (Magny, 1998, 1999).

Magny & al. 2002 - A

Alpes françaises du Sud – Bassin versant de la Durance :
La dernière phase de crise érosive bien connue en Provence s'étend globalement entre la fin du Moyen Age et la fin du XIX° siècle. On observe une fréquence importante des crues de la Durance à partir des années 1350 et jusqu'en 1900, avec des maxima à la fin du XIV° siècle, à la fin du XVI° siècle, dans les dernières années du XVII° siècle, et à la fin du XVIII° siècle. Les cartes du XVIII° siècle et du XIX° siècle de la Durance montrent une rivière aux lits fluviaux très larges, aux chenaux en tresses, témoins du transit de flux hydriques et détritiques importants. Les archives attestent d'une fréquence accrue des débordements torrentiels et des crues, mentionnent des terrains ravinés, emportés ou au contraire engravés… Cette crise hydro-sédimentaire complexe est contemporaine d'un maximum d'occupation humaine sur les versants et de la dégradation climatique du Petit Age Glaciaire. A partir du début du XX° siècle, les crues deviennent moins fréquentes et les épisodes torrentiels dans les bassins versants affluents moins nombreux. Les lits fluviaux se contractent et la rivière connaît une tendance à l'incision.
Cet article aborde le thème de l'histoire de l'érosion dans les Alpes du Sud à travers deux exemples (Synthèse bibliographique), dont (2) la variation temporelle de la fréquence des crues de la Durance. Une chronologie des crues de la rivière est établie depuis le XIVe siècle à partir des documents d'archives ; elle est associée à l'analyse diachronique de la morphologie de la rivière à partir de cartes anciennes. Ces deux exemples soulignent la variabilité des modalités et des rythmes des processus érosifs dans le temps et le rôle essentiel de la variable climatique.

Miramont & al 2000 - A

Alpes suisses (Val Müstair) :
Le cône de déjection de Multetta au-dessus de Tschierv (Val Müstair) a été étudié depuis 1996 afin de déterminer les dates et donc la fréquence des laves torrentielles. Six coulées de débris depuis la fin du 15ème siècle ont pu être reconnues, qui se sont produites à la fin du 15ème siècle, et en 1573, 1655, 1784 1958 et 1989. Les débris déposés au cours de la dernière année 500 ont formé une couche d'environ 5 m d’épaisseur. Deux autres laves torrentielles ont été identifiées grâce aux cicatrices formées en 1759 et 1837. Une plus grande fréquence des cicatrices entre le milieu du 18e siècle et la fin du 19ème siècle, indique une activité morphologique nettement plus élevée au cours du dernier pic du Petit Age Glaciaire. Cette fréquence élevée pourrait avoir été causée par des fluctuations du niveau du pergélisol, dont la limite inférieure se trouvait entre 100 et 300 m au-dessous du niveau actuel (Haeberli, 1992; Schindler et al, 1993; Haeberli et al, 1997). Ces fluctuations peuvent avoir brièvement stabilisé les débris dans des zones critiques du bassin versant, mais par la suite les ont rendus particulièrement instables. Par conséquent, un plus grand nombre de petites laves torrentielles s’est produit dans la zone d'étude, provoquant le nombre élevé de blessures aux arbres.
Les objectifs de cette étude étaient (1) d'identifier les laves torrentielles sur la base de la stratigraphie, (2) de dater ces événements par analyse dendrochronologique, et (3) de déterminer la fréquence des laves torrentielles. Le matériel prélevé sur des pins de montagne, avec son adaptabilité extrême et longue durée de vie, a permis la construction de chronologies sur une période de quatre siècles ou plus. Les changements brusques de croissance des cernes d’arbres, les cicatrices d'impact, et la formation de racines adventives ont permis une datation précise par des méthodes dendrochronologiques.

Baumann & Kaiser 1999 - A

Alpes françaises du Sud – Alpes duranciennes :
On remarque un net accroissement des crues recensées à partir de la fin du XVIIIe siècle et une légère diminution à la fin du XIXe siècle. Dans la vallée de la Durance, où le recensement est presque exhaustif (Fanthou, 1994), il y a une nette diminution après 1870, à la fin du Petit Age Glaciaire (P.A.G.), alors que les crues torrentielles alpines commencent à être relevées systématiquement. Les décennies où de nombreuses crues torrentielles ont été recensées correspondent, en général, à des groupes d'années froides et humides ou tout simplement humides; l'échelle de la décennie n'est pas particulièrement bonne et d'autres facteurs interviennent, comme les températures en fin de printemps et les précipitations estivales.
Synthèse bibliographique.

Ballandras 1998 - A

Suisse :
Le début de l'Atlantique récent (dès 6000 BP) montre un réchauffement des températures, ce qui se traduit par une élévation de l'ordre de 200 mètres de la limite supérieure des forêts et de la limite de la neige. La limite inférieure du pergélisol atteint l'altitude de 2700m et produit de nombreuses mobilisations de moraines sous la forme de laves torrentielles dans les Alpes (Gamper, 1985).
Durant le Subatlantique récent (2800 BP à 1000 BP), des périodes de solifluxion ont été décrites dans les Alpes (Gamper, 1985) mais elles semblent plutôt correspondre sur les terrains préalpins en zone de flysch à des déclenchements d'instabilités superficielles ou à des laves torrentielles (p.ex. glissement du Hohberg).
 

Lateltin & al. 1997 - R: PNR31

Vallée de Bachelar :
Depuis le début du 19e siècle, une alternance de périodes de forte et de faible activité de laves torrentielles a été observée. Cependant, les valeurs paroxysmiques absolues ne peuvent être interprétées en termes de variation des niveaux d'activité, en raison de l'impossibilité de dater tous les événements les plus anciens. Finalement, beaucoup de laves torrentielles sont passées inaperçus dans cette région faiblement peuplée. Ainsi, une partie des coulées non datées pourrait être survenue pendant la période 1960-1980. Le pic des années 1980-1987 est principalement dû aux événements de 1987, comme pour de nombreux autres sites dans les Alpes.
Plusieurs sites affectés par des laves torrentielles (avec des volumes déplacés par événement évalués entre 100 et 1000 m3) ont été étudiés dans la vallée de Bachelard, au sud de Barcelonnette. L'analyse de la fréquence des laves torrentielles est basée sur la lichenométrie (Rhizocarpon geographicum) et la dendrochronologie (excentricité des cernes pour Larix decidua). Dans le secteur d'étude, d'environ 15 km², plus de 200 traces ont été dénombrées.

Corominas & al 1994 - R: EPOCH


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones sujettes aux aléas torrentiels : Les mêmes considérations que celles portant sur les avalanches peuvent être tenues sur les processus torrentiels : à l'heure actuelle, il semble n’y avoir aucune preuve tangible que le changement climatique induise des phénomènes plus intenses ou plus fréquents de manière généralisée.

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Il n'existe aucune preuve concluante d'un effet du changement dans la fréquence et l'intensité des laves torrentielles. Stoffel et al. (2008) suggèrent que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes suisses. Cela contraste avec les autres éléments de preuve, par exemple Pelfini et Santilli, (2008), qui mettre en évidence une tendance à la hausse de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes centrales italiennes. Les laves torrentielles sont clairement sensibles aux précipitations de forte intensité et à leur durée en fonction des caractéristiques des bassins versants. Quoi qu'il en soit, les liens entre les variations des précipitations et des laves torrentielles sont loin d'être bien compris. À l'heure actuelle, aucun modèle conceptuel largement convenu des impacts du changement climatique sur les laves torrentielles ne semble existe.
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire. Sur la base de scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au projet [cf. Température + Précipitations], ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire. Les contextes d'exposition aux aléas torrentiels, notamment, sont brièvement discutés.

EURAC 2011 - R: CLISP

Alpes françaises – Département de l'Isère :
Le constat fait depuis quelques années est une augmentation de l’intensité des phénomènes météorologiques, comme l’illustrent les crues violentes et très localisées de la Valdaine en juin 2002, qui ont été un désastre pour le réseau routier, et des traces de cet événement subsistent dans le paysage encore aujourd’hui. On observe des amplitudes thermiques importantes sur des laps de temps très restreint, ce qui paraît être un phénomène assez général (également constaté en Savoie). En conséquence, on a une augmentation apparente des phénomènes de type érosif, avec des épisodes de ruissellement qui entraîne une érosion importante des talus routiers. Les événements de ce type autrefois considérés comme exceptionnels deviennent communs. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches.

Le Bidan 2011 - P

Alpes françaises – Département de la Savoie :
Malgré les moyens importants mis en œuvre pour la gestion quotidienne des risques naturels, les services du département ont des difficultés croissantes pour faire face à des phénomènes « qui surviennent de plus en plus hors saison et avec des intensités de plus en plus marquées ». Certaines évolutions constatées traduisent de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés :
• Variations très importantes des températures dans un laps de temps très court.
• Brutalité des évènements climatiques (pluies diluviennes, périodes de gel/dégel intenses) pouvant être très localisés et de ce fait très difficiles à prévoir.
• Recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver.
• Intensification apparente des crues torrentielles (plusieurs phénomènes en 2010).
• Recrudescence apparente des glissements superficiels, mais pas d’évolution notable concernant les glissements profonds.
• Modification des périodes d’occurrence des coulées de neige provenant des talus routiers, qui surviennent de plus en plus en plein hiver (alors qu’elles se produisaient plutôt à partir du mois de mars auparavant, en période de fonte des neiges).
Avec un réseau routier de montagne (dont 1000 km sont situés à plus de 1000 m d’altitude) et un parc d’ouvrages de protection contre les risques naturels important et varié, le service Risques Naturels du CG73 a mis en place un observatoire des Risques Naturels. Tous les événements qui se produisent sur les routes du réseau départemental font l’objet d’une information au centre de gestion centralisée (OSIRIS) basé à Albertville, qui les répercute aux différents acteurs en charge de la gestion de crise, en coordination avec la Protection Civile.

Lescurier 2011 - P

Alpes :
Le permafrost de montagne est extrêmement sensible aux changements climatiques. Ces derniers étés, on a pu observer une augmentation de l’intensité et de la fréquence des éboulements et des charriages de débris dans l’ensemble des Alpes (ex. : effondrement d’une moraine à Mulinet, écroulements au Cervin et au Thurwieser, laves torrentielles à Guttannen et nombreux petits phénomènes).
Le WP6 du projet PermaNET a étudié le lien entre le permafrost et les risques naturels dans des conditions de changement climatique. Un état des connaissances sur les risques liés au permafrost et à la dégradation du permafrost a été élaboré, notamment concernant les laves torrentielles.

Mair & al. 2011 - R PermaNET

Bassin d'Acquabona près de Cortina d’Ampezzo (Dolomites, Alpes italiennes orientales) :
Dans la haute vallée de Boite (bassin d'Acquabona), l'augmentation significative de la fréquence des laves torrentielles au cours des années récentes (Armento, 2007) et l'effet marqué des précipitations sur la génération des laves torrentielles ont conduit à une re-définition des seuils de précipitations.
 

Floris & al. 2010 - A

Alpes :
La comparaison du présent jeu de données avec les recherches historiques sur les laves torrentielles de piémonts de glaciers dans les Alpes italiennes (Dutto et Mortara, 1992) montre que les laves torrentielles semblent augmenter en fréquence aux marges des glaciers. Ceci peut s'expliquer par la disponibilité accrue de dépôts non consolidés pour le transport par les laves torrentielles et, dans certains cas, par la formation de lacs morainiques, conséquences du retrait glaciaire du vingtième siècle.
La présente étude fournit des données et des analyses sur 16 événements (glaciers de Mulinet, Ormeleura, Monte Giove, Pelmo, Grandes Jorasses, Montasio Occidental, Bodmer, Prà Sec, Rochefort, Belvédère, Chauvet, Weingarten, Freney, Frébouge et Dolent) qui se sont déroulés dans les Alpes au cours des 25 dernières années. De plus, la lave torrentielle de Sissone de 1950 a été incluse.

Chiarle et al. 2007 - A

Massif des Écrins :
A basse altitude (< 2200m) le nombre et la fréquence de laves torrentielles de moins de 400m de longueur ont diminué sensiblement depuis les années 1980 tandis qu'aucune variation significative n'a été observée aux altitudes plus élevées (> 2200m).
Base de données des laves torrentielles constituée à partir d’observations de 133 événements sélectionnées dans dix vallées creusées dans des granites. Leur zone de départ est située à une altitude comprise entre 1600 et 2500 m.
La datation de leur déclenchement repose sur la combinaison de quatre méthodes : analyse les photographies aériennes (prises entre 1952-2000) et de documents historiques, combinée à des observations de terrain effectuées annuellement depuis 1995.
La dendrochronologie a également été utilisée (cicatrices ou bois de réaction des arbres à proximité du chenal et/ou des levées).

Jomelli & al. 2007a - A

Alpes françaises :
Une diminution significative du nombre de laves torrentielles liées à l’action du gel a été observée dans le massif des Écrins, depuis les années 1970. Le nombre des laves torrentielles de grès a diminué de manière significative entre 1953-1975 et 1976-2000, et au cours des dernières décennies, les déclenchements se sont surtout fait à haute altitude. Cette tendance avait été précédemment observée pour les laves torrentielles granitiques. La même analyse a été réalisée sur des laves torrentielles de sédiments morainiques accumulés, cette fois la tendance était différente. Une augmentation claire et significative du nombre d'événements s’est produite entre 1953-1975 et 1976-2000.
Analyse de clichés aériens, données historiques, dendrochronologie, lichenométrie, etc. et des stations météorologiques pour obtenir des données de précipitations et de températures.
La longueur de chaque lave torrentielle a également été mesurée sur le terrain et l'altitude de la zone de départ a été estimée.

Jomelli & al. 2007b - A

Alpes françaises :
Une diminution significative du nombre de laves torrentielles a été observée depuis le milieu des années 1970 dans le massif du Dévoluy (84 événements pour la période 1950-1975 pour seulement 48 depuis 1975). Le massif des Écrins a connu aussi une diminution (de 102 à 89 pour les mêmes périodes), mais cette évolution n’est pas significative statistiquement.

Il est a noté que l’année 1987 (qui a vu le plus grand nombre de jours avec plus de 30 mm de précipitations sur la période 1960-2000) n’est pas caractérisée par une augmentation des laves torrentielles. La période de retour moyenne des laves torrentielles d’une longueur de 100 à 300 m a diminuée entre les périodes 1953-1975 et 1976-2000 dans le massif des Écrins. Aucune variation significative n’a été observée pour les autres longueurs. Cette période de retour augmente avec la longueur des laves torrentielles et est corrélé avec l’altitude moyenne de départ.
319 laves torrentielles ont été analysées dans les massifs du Dévoluy et des Ecrins depuis les années 1950, indépendamment du retrait glaciaire.

La longueur de chaque laves torrentielles a également été mesurée sur le terrain et l'altitude de la zone de départ a été estimée.

Analyse de clichés aériens, données historiques, dendrochronologie, lichenométrie, etc. et des stations météorologiques pour obtenir des données de précipitations et de températures.
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Jomelli & al. 2004 - A

Alpes françaises :
Deux étapes différentes apparaissent : la période 1900-1959 pendant laquelle le nombre d’événements augmentent et la période 1960-2000 pendant laquelle le nombre d’événements diminue (les deux périodes ne sont pas réellement comparables (couverture et taux d’érosion ne sont pas homogènes). Pour les laves torrentielles dont la longueur dépasse 300m, il n’y a pas de situation particulière.

Pour les coulées dont la longueur est inférieure à 300m, une diminution significative est observée sur la période 1960-2000. La période de retour des laves torrentielles inférieures à 400m est passée de 36 à 15 ans entre 1960-1980 et 1980-2000. Cependant cette période de retour montre une très forte variabilité spatiale ; l’évolution de la fréquence ne semble d’ailleurs pas être liée à un changement des conditions climatiques.
Analyse de 142 dépôts de laves torrentielles dans 6 vallées qui ont été datés en combinant différentes approches : analyse de clichés aériens, données historiques, dendrochronologie, lichenométrie, etc. Les données ont été regroupées en périodes de 20 ans.

La longueur de chaque laves torrentielles a également été mesurée sur le terrain et l'altitude de la zone de départ a été estimée.

Jomelli & al. 2003 - A

Alpes suisses :
Le type de phénomène le plus affecté et le plus fréquent dans les zones instables en cas de changements climatiques à court ou moyen terme est l'apparition ou la réactivation de mouvements secondaires (La Frasse, Ballaigues; Villars-les Tailles, 1970; Villarbeney, 1977; Val Canaria, 1992) et le développement des coulées de débris (Grachen/Ritigraben; Hirzbodent Marschbach; Faido/Rio Formigaria; Conters/Casolf).
 

Noverraz & al. 1998 - R: PNR31

Alpes suisses :
Les séries temporelles des laves torrentielles du torrent du Ritigraben ont montré que la probabilité d’occurrence a augmenté.
Des informations trouvées dans différentes archives ont permis d'évaluer et d'estimer l'activité passée des laves torrentielles.

Zimmermann & al. 1997 - A

Alpes françaises – Haute vallée de l'Ubaye (Alpes-de-Haute-Provence) :
Dans ce domaine climatique de nuance méditerranéenne, les précipitations se font souvent sous forme d'averses brutales. Depuis 4 à 5 ans on note une recrudescence de ce type d'averses, localisées sur les petits bassins versants. Ces événements brutaux entraînent la formation de laves torrentielles.
 

Evin 1990 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Massif des Écrins :
La comparaison des probabilités de déclenchements entre l'état actuel simulé et l'état futur simulé donne des résultats surprenants. Le critère retenu est le nombre d'années associé à une valeur de probabilité d'observer au moins 3 déclenchements.

Sur la période 1960-1999 et avec Actu1, 15 années dépassent le seuil de probabilité de 0,7 d'observer au moins 3 déclenchements, soit 37% des cas.

Sur la période 2070-2100 et avec Futu1, ce nombre d'années n'est plus que de 5 pour un même seuil de probabilité,  soit 15% des cas. Cette baisse est encore plus marquée pour certaines combinaisons. En comparant les résultats des modèles de probabilité entre Actu2 et Futu2 on observe une diminution de 30,2%.
Modèle statistiques probabiliste d'occurrence annuelle des laves torrentielles à partir de séries météorologiques observées et simulées : Les modèles de probabilités de déclenchement à partir de données simulées pour la période actuelle (Actu1, 2 et 3) font ressortir comme variable significative le nombre de jours avec des précipitations journalières supérieures à 20 mm entre le 15/06 et le 15/10. Cette variable est significative pour un risque d'erreur de 5% avec 66,8 % de prévisions correctes. Malgré le biais entre le climat observé et les simulations, c'est la même variable qui est significative. Des tests statistiques (Wilcoxon) ont confirmé l'absence de variation significative entre les résultas, quelle que soit la simulation du climat actuel utilisée.

Jomelli & al. 2007a - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones sujettes aux aléas torrentiels : Les mêmes considérations que celles portant sur les avalanches peuvent être tenues sur les processus torrentiels : à l'heure actuelle, il semble n’y avoir aucune preuve tangible que le changement climatique induise des phénomènes plus intenses ou plus fréquents de manière généralisée.

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Il n'existe aucune preuve concluante d'un effet du changement dans la fréquence et l'intensité des laves torrentielles. Stoffel et al. (2008) suggèrent que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes suisses. Cela contraste avec les autres éléments de preuve, par exemple Pelfini et Santilli, (2008), qui mettre en évidence une tendance à la hausse de la fréquence des laves torrentielles dans les Alpes centrales italiennes. Les laves torrentielles sont clairement sensibles aux précipitations de forte intensité et à leur durée en fonction des caractéristiques des bassins versants. Quoi qu'il en soit, les liens entre les variations des précipitations et des laves torrentielles sont loin d'être bien compris. À l'heure actuelle, aucun modèle conceptuel largement convenu des impacts du changement climatique sur les laves torrentielles ne semble exister.
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire. Sur la base de scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au projet [cf. Température + Précipitations], ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire. Les contextes d'exposition aux aléas torrentiels, notamment, sont brièvement discutés.

EURAC 2011 - R: CLISP

Torrent du Vorz (massif de Belledonne, Alpes françaises) :
Les sédiments du lac Blanc montrent une évolution très nette de la fréquence et l’intensité des crues torrentielles au cours du 20ème siècle et singulièrement au cours de trois dernières décennies. Les archives historiques montrent que la crue de 2005, n’est pas un phénomène isolé et peut se reproduire. En altitude, dans le contexte du réchauffement climatique, les archives naturelles (sédiments lacustres) indiquent que les prochaines années seront marquées par une diminution de la fréquence des crues torrentielles et par une augmentation concomitante de leur intensité.

Cette étude paléolimnologique apporte des éléments de réflexions quant à une évolution inattendue de l’aléa torrentiel dans les Alpes et singulièrement dans la vallée du Vorz, en réponse au réchauffement climatique global. Ces observation nécessitent toutefois d’être étendues à d’autre systèmes et à d’autres massif afin d’être confirmées.
Reconstitution des crues et de la dynamique environnementale dans le bassin versant du Lac Blanc : Dans le cadre de l’étude intégrée du bassin du Vorz, une étude paléolimnologique a été menée sur le Lac Blanc de Belledonne. L’approche paléolimnologique consiste à tenter de reconstituer l’histoire environnementale d’un bassin versant à partir de l’étude des sédiments lacustres, prélevés sous forme de carottes sédimentaires.

EDYTEM 2008 - R

Alpes :
Dans le contexte géographique considéré, le changement climatique peut influencer l'occurrence de laves torrentielles à travers le retrait glaciaire et l'exposition de grandes quantités de sédiments glaciaires non consolidés et non végétalisés, qui peuvent être facilement mobilisés par des crues glaciaires. Le rôle de la fonte de la glace du sol dans la déstabilisation des dépôts et le déclenchement de laves torrentielles est dur à évaluer.
 

Chiarle et al. 2007 - A

Alpes :
La fonte des pergélisols peut accroître la disponibilité en matériaux mobilisables par les laves torrentielles, comme l'illustre la lave torrentielle du Durnand (25 juillet 2006). Si le réchauffement climatique annoncé devait se confirmer au cours de ce siècle, il devrait y avoir une recrudescence de ce type d’événement dans l’arc alpin.
 

Rouiller 2006 - P

Alpes / Allemagne du Sud :
Une retombée éventuelle des effets des changements climatiques est l'augmentation du nombre et de l'intensité des coulées de boues et d'éboulis, à cause du déplacement de plus de 400 mètres de la limite du permafrost dans les Alpes, et en même temps de l'augmentation des précipitations extrêmes et de la fonte accélérée des glaciers alpins de moyenne et basse altitude. Une augmentation importante des risques et des dommages potentiels dus aux coulées de débris est à prévoir pour les prochaines décennies. Des événements centennaux pourrait survenir plus fréquemment, et ceci dans des zones qui n’avaient jamais connues ce genre de phénomènes jusqu’alors.
 

Seiler 2006 - P

Alpes suisses :
Alors que les laves torrentielles sont survenues dans le passé principalement en été avec des événements de précipitations au dessus de la moyenne, il est concevable qu’avec un climat où l’effet de serre est renforcé, de tels événements pourrait diminuer à cause d’un décalage des précipitations intenses de l’été vers le printemps et l’automne d’ici à 2100 ; comme cela est suggéré par de nombreux RCM.
 

Stoffel & Beniston 2006 - A

Haute Savoie (massif Aiguilles Rouges) :
Entre les cotes + 1000 m et + 1400 m, de quantités importantes de matériaux accumulés dans le lit du Nant des Pères peuvent être remobilisés comme cela à été le cas par le passé, soit à la suite de conditions climatiques propices, soit à la suite de nouvelles chutes importantes de matériaux provenant de l'amont.

On notera que du fait des modifications climatiques affectant la région, on peut craindre une augmentation de la fréquence d'occurrence des laves torrentielles, la ressource en terme de matériaux mobilisables étant loin d'être épuisée. En effet, le recul glaciaire devrait s'accentuer et les épisodes orageux violents être plus fréquents.
 

Moirat & Nedellec 2003 - R: BRGM

Alpes suisses :
Le retrait des fronts glaciaires (à cause du réchauffement climatique) expose des zones de plus en plus larges de matériaux non consolidés qui étaient auparavant protégée par des blocs de glace. Il y aura donc un plus grand danger pour que des matériaux soient mobilisés à nouveau, particulièrement dans les zones où il y a un retrait des pergélisols dans les éboulements et les moraines sur des pentes fortes (> 30°).

Le pergélisol joue le rôle d’une surface de cisaille imperméable ; dans de telles conditions des coulées de boue canalisées peuvent se déclencher dans des canaux ou des goulets pentus avec une fréquence et des intensités sans précédent (exemple du Ritigraben et du Dorfbach).
 

Bader & Kunz 2000f - R: PNR31

Alpes suisses :
L’augmentation de la fréquence des jours de précipitations extrêmes pourrait expliquer la plus grande fréquence de laves torrentielles de ces dernières années dans la zone du Ritigraben.
 

Rebetez & al, 1997 - A

Alpes suisses :
Dans 2 cas sur 17, la tendance passée de réchauffement a pu avoir un effet direct sur l’activité des laves torrentielles ; les changements les plus importants peuvent être attendus si la disponibilité en sédiments est altérée. En considérant les changements climatiques (températures et précipitations), il y aurait des conséquences directes et indirectes sur l’occurrence des coulées de débris.

Des variations climatiques peuvent influencer la fréquence et la magnitude des laves torrentielles. Dans un système cyclique, la période entre de fortes et de faibles dispositions pourrait être réduite à cause de tempêtes plus fréquentes.

La stabilité des débris gelés pourrait être altéré de manière drastique. Au Ritigraben par exemple, les sources de sédiments sont localisées dans un environnement de permafrost. Les séries temporelles des laves torrentielles ont montré que la probabilité d’occurrence a augmenté.
Des informations trouvées dans différentes archives ont permis d'évaluer et d'estimer l'activité passée des laves torrentielles.

Zimmermann & al. 1997 - A

 


SAISONNALITÉ
DES CRUES ET LAVES TORRENTIELLES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes suisses :
Les coulées de débris se sont produites plus tôt au cours de l’été avant 1900. Ceci est particulièrement vrai pour la période 1850-1899 pendant laquelle 70 % des coulées se sont produites en Juin et Juillet et aucune en Septembre. Au cours du 20e siècle, l’activité des coulées de débris s’est clairement décalée vers Août et Septembre, avec aucun événement enregistré en Juin après 1962. Les chutes de neige et le gel dans le sol empêchent l’entraînement des débris dans les zones de départ (>2600 m) d’Octobre à Mai.
 

Stoffel & Beniston 2006 - A

Alpes suisses :
A cause l’altitude élevée de la zone de départ (2600-3200m asl), les laves torrentielles du Ritigraben surviennent entre Juin et Septembre. Au cours des 4 derniers siècles, les événements ont été plus fréquents en août (43%) et septembre (25%). Cette concentration d’événements est plus particulièrement prononcée au cours des 50 dernières années (1948-2002) au cours desquels tous les événements sauf un sont survenus en août ou septembre. Cependant entre le début du 19e siècle et 1947 sont survenus en juin (26%), juillet (26%) et août (48%), aucun événement ne peut être trouvé en septembre. Le décalage soudain au milieu du 20e siècle de juin/juillet/août vers août/septembre a également été observé au 17e et 18e siècle.
La fréquence de l'activité des coulées de débris passées a été obtenue par dendrogeomorphologie.

Stoffel & al. 2005a - A

Alpes françaises du Sud – Alpes duranciennes :
La répartition mensuelle des crues torrentielles dans la haute vallée de la Durance montre la part écrasante d'un large « semestre chaud », par rapport à un « semestre froid », caractérisé en milieu montagnard par la rétention nivale, quelle que soit la période considérée (L'analyse porte sur un nombre de crues différent (49 pour 1638-1865 et 143 pour 1865-1993)). Par contre, la répartition mensuelle des crues à l'intérieur de la période mai-novembre montre quelques différences entre le P.A.G. et la période 1866-1994. Les crues du mois de mai, plus abondantes au cours du P.A.G., peuvent être liées à la fonte rapide du manteau neigeux. Les crues estivales sont souvent liées à des orages. Certaines périodes comme 1848-1860 apparaissent particulièrement riches en événements de ce type (Ballandras, 1997)
.
Synthèse bibliographique.

Ballandras 1998 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Département de la Savoie :
Des coulées de boue mélangées à des blocs et à de la glace se sont produites sur la route d’accès à La Giettaz (RD909) le 6 décembre 2010. Cet événement s’est produit après un épisode de froid et des chutes de neige importantes le 1er décembre, suivi d’un réchauffement le 6 décembre accompagné de précipitations violentes très localisées, plus fortes que celles annoncées par Météo France, avec 80 mm en 24h (évalués d’après le suivi de l’évolution des précipitations sur la station Flowcapt de l’Arly) contre 40 mm annoncés. De surcroît, la prévision locale annonçait des coulées de neige et non des coulées de boue. La survenue d’un tel phénomène à cette époque de l’année est assez atypique sur les derniers 10 ans.
>Avec un réseau routier de montagne (dont 1000 km sont situés à plus de 1000 m d’altitude) et un parc d’ouvrages de protection contre les risques naturels important et varié, le service Risques Naturels du CG73 a mis en place un observatoire des Risques Naturels. Tous les événements qui se produisent sur les routes du réseau départemental font l’objet d’une information au centre de gestion centralisée (OSIRIS) basé à Albertville.

Lescurier 2011 - P

Alpes :
Les laves torrentielles des groupes 2 (déclenchées par des pluies torrentielles brèves et localisées) et 3 (déclenchées par des vidanges de lacs glaciaires ou la fonte de glace souterraine) se sont produites pendant la première moitié de l'été, entre fin juin et juillet, au début de la fonte des neiges (Haeberli, 1983). En revanche, les laves torrentielles du groupe 1 (déclenchées par des précipitations intenses et prolongées) ont eu lieu pendant la deuxième moitié de l'été, entre fin juillet et septembre, la période des précipitations intenses dans les Alpes.
La présente étude fournit des données et des analyses sur 16 événements (glaciers de Mulinet, Ormeleura, Monte Giove, Pelmo, Grandes Jorasses, Montasio Occidental, Bodmer, Prà Sec, Rochefort, Belvédère, Chauvet, Weingarten, Freney, Frébouge et Dolent) qui se sont déroulés dans les Alpes au cours des 25 dernières années. De plus, la lave torrentielle de Sissone de 1950 a été incluse.

Chiarle et al. 2007 - A

Alpes italiennes :
Au cours des deux dernières décennies, l’activité des mouvements de masse sur la face Est du Mont Rose ont augmenté […]. Des mouvements gravitationnels surviennent même pendant l’hiver.
 

Fischer & al. 2006 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Départements de la Savoie, des Hautes-Alpes et des Alpes-de-Haute-Provence :
A partir des données quotidiennes de Safran sur les Alpes (température et précipitations), un modèle statistique de probabilité de déclenchement de laves torrentielles a été constitué en utilisant toutes les chroniques disponibles de ce genre d'événement (Pavlova et al., 2012). Ce modèle a été ensuite utilisé avec les séries corrigées des différents scénarios. Aladin, LMDZ et Mar.
Dans les Alpes du Nord, les probabilités de déclenchement de laves torrentielles augmentent dès 2050 si l’on utilise les scénarios d’Aladin, mais restent constantes ou diminuent de 30% par rapport à l’actuel selon les scénarios de Mar et de LMDZ respectivement.
Dans les Alpes du Sud, la réponse est la même pour les trois modèles, avec une augmentation de la probabilité de déclenchement. La probabilité d’observer au moins 5 déclenchements par an est multipliée par 4 (scénario A1B) par rapport à l’actuel dès le futur proche.
Dans le cadre du projet SCAMPEI, les chercheurs du LGP ont constitué une base de données de 607 laves sur une zone couvrant trois départements des Alpes françaises (73, 05, 04) dont le déclenchement est postérieur à 1970. Une première approche a consisté à déterminer les seuils d’intensité/durée de précipitations issues de Safran et des observations à l’origine du déclenchement de ces laves. En complément une analyse probabiliste a été effectuée. L’utilisation des scénarios produits par Aladin, LMDZ et Mar a permis d’estimer les impacts du changement climatique à l’horizon 2050 et 2100.

SCAMPEI 2012 - R


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes suisses :
Alors que dans le passé les coulées de débris se produisaient plutôt pendant des étés avec des totaux de précipitations au dessus des moyennes, il est concevable que dans un contexte de réchauffement climatique, la fréquence de tels événements pourrait augmenter. En effet, le décalage des précipitations estivales vers le printemps ou l’automne est suggéré par de nombreux modèles climatiques régionaux d’ici à 2100. L’impact des précipitations futures pourrait être plus limité qu’aujourd’hui parce que les températures printanières et automnales resteraient entre 4 et 7°C plus basses que les températures estivales actuelles. La diminution des jours de gel qui sont prévus pour le printemps et l’automne en comparaison avec les étés actuels, et les effets tampons de la couverture neigeuse pourrait probablement réduire le risque de coulées de débris.
 

Stoffel & Beniston 2006 - A

Alpes suisses :
Comme le soudain décalage de l’occurrence des laves torrentielles de juin/juillet/août (1800-1947) vers août et septembre (1948-2002) est supposé être une conséquence du changement de climat aux sites de haute altitude, les études futures de reconstruction ou de prédiction devraient tourner leur attention sur ce phénomène.
La fréquence de l'activité des coulées de débris passées a été obtenue par dendrogeomorphologie.

Stoffel & al. 2005a - A

 


LOCALISATION
DES CRUES ET LAVES TORRENTIELLES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Vallée de la Clarée (Briançonnais, Alpes françaises) :
Dans la vallée de la Clarée, l’évolution des torrents ne se résume pas uniquement à une rétraction des bandes actives torrentielles. Dans le cas des cônes de déjection dépourvus de chenal d’écoulement (petits bassins versants en moyenne et forte pente), l’évolution contemporaine de la torrentialité s’est traduite par une réduction de la zone d’emprise entretenue par les crues de faible et moyenne fréquence (période de retour inférieure à 5 ans).

Toutefois, la tendance séculaire à la rétraction de l’emprise torrentielle sur les cônes de déjection doit être interprétée comme la réponse géomorphologique des torrents à la réduction de la fréquence des crues de faible et moyenne magnitude, et non pas comme la disparition progressive d’un aléa torrentiel toujours omniprésent en haute montagne.
L’évolution contemporaine de l’activité des torrents de la basse vallée de la Clarée est étudiée en se fondant, d’une part, sur l’analyse de leur cône de déjection à travers l’étude diachronique de photographies aériennes et de documents d’archives des 100 dernières années et, d’autre part, sur les résultats de l’observation de différents torrents grâce à des mesures topométriques décrivant l’évolution de leurs chenaux durant la dernière décennie.

Garitte & al 2007 - A

Alpes françaises - Torrent du Manival (Isère) :
Aux XVIIe et XIXe siècles, des évolutions sont décelables dans l'extension spatiale des crues du torrent sur son cône de déjection, mais ces évolutions sont à mettre en rapport avec les travaux accomplis, notamment la création d'un radier en 1785 (qui aurait trop élevé le niveau du lit) ou de la digue en rive droite terminée en 1866.

De 1673 à 1821, des manifestations d'une forte charge en sédiments sont abondamment rapportées : divagations incessantes, demandes répétées pour des curages, allusion à une« montagne d'atterrissement » (1781), à un torrent très encombré et trop haut (1821, 1862), faible hauteur des berges (1781). Il n'en est plus question ensuite, sauf en 1910 où l'exhaussement (présenté comme récent) du lit dans le secteur du moulin est déploré. En 1883, des berges de 20 m de hauteur sont décrites. En plan, de nombreuses divagations sont rapportées : quatre branches dessinées au total au niveau de la route nationale sur les plans de 1886. Une séparation en deux branches au sommet du cône en 1889 est indiquée, avec le transfert de l'écoulement au Rivasson au moins de 1902 à 1907.

Entre l'époque des travaux de correction du RTM (1880-1920) et l'état actuel ou récent, les principaux types de zones d'apport de matériaux au Manival ont subsisté et l'extension de la couverture végétale n'a ainsi que peu entamé le potentiel de fourniture.
Enquête historique approfondie [dans le cadre du programme "Historisque"] se fondant sur l'inventaire des sources de documents relatifs à ce cours d'eau.

Lang & al 2003 - E


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Départements de la Savoie, des Hautes-Alpes et des Alpes-de-Haute-Provence :
La vulnérabilité du réseau aux aléas torrentiels a été analysée sur trois départements des Alpes françaises (73, 05, 04). Une analyse des sources historiques fait ressortir 4 zones principalement impactées (la vallée de la Maurienne, le Briançonnais, la Haute Tarentaise et la Haute Ubaye).
Une carte régionale d’indice de risque de coupure a été réalisée selon le taux d’endommagement et les valeurs fonctionnelle/d’usage de chaque tronçon impacté. Les conséquences socio-économiques liées à la coupure d’un ou de plusieurs tronçons routiers dans ces secteurs sont très importantes pour plusieurs raisons. Il s’agit d’axes routiers le plus souvent de 1er ordre (niveau national, autoroute) à forte valeur fonctionnelle (contournement difficile) qui permettent de desservir des grandes villes françaises et italiennes. De plus ils permettent l’accès aux principales stations de ski, véritable poumon économique régional (700 millions d'€/an de chiffre d’affaire dont 47% en été).
 Dans le cadre du projet SCAMPEI, les chercheurs du LGP ont constitué une base de données de 607 laves sur une zone couvrant trois départements des Alpes françaises (73, 05, 04) dont le déclenchement est postérieur à 1970. Parallèlement la vulnérabilité du réseau liée à cet aléa a été analysée.

SCAMPEI 2012 - R

Massif des Écrins :
Remonté de la zone de déclenchement des coulées de débris entre 1952 et 2000. A basse altitude (< 2200m) la fréquence des coulées de débris (> 400m de longueur) dans le massif des Écrins a diminué sensiblement depuis les années 1980 tandis qu'aucune variation significative n'a été observée aux altitudes plus élevées (> 2200m).
 

Jomelli & al. 2007a - A

Alpes françaises :
Le nombre de coulées de débris de grès a diminué de manière significative entre 1953-1975 et 1976-2000, et au cours des dernières décennies, les déclenchements se sont principalement produits à haute altitude. Il y a un glissement clair des zones de déclenchement vers de plus hautes altitudes. Cette tendance a été précédemment observée pour des coulées de débris granitiques.
 

Jomelli & al. 2007b - A

Alpes italiennes :
Au cours des deux dernières décennies, de nouvelles zones de détachement de coulées de débris se sont développées dans la zone du Monte Rosa. Toutes les zones de départ des chutes de blocs et des coulées de débris sont situées dans la partie supérieure de la falaise, entre 3400 et 4100 m. Il est important de noter le décalage spatial important des zones de départ, en relation avec le retrait glaciaire. Ces observations montrent que le retrait glaciaire affecte fortement la stabilité des pentes.
 

Fischer & al. 2006 - A

Alpes françaises :
La distribution des zones de départ est remontée en altitude depuis 1953 ; les zones de départs au dessus de 2200 m sont passée de plus de 65 % (1953-1975) à 40 % (1976-2000). Les altitudes minimums de départ sont remontées de plus de 100 m entre 1952 et 2000. Les zones de départ situées en dessous de 1800 m ont été inactives depuis 1976. La relation avec l’augmentation des températures et la diminution du nombre de jours de gel semble évidente.
 

Jomelli & al. 2004 - A

Alpes françaises :
Une importante variabilité spatiale et temporelle a été observée dans le nombre de laves torrentielles depuis 1900 (massif des Écrins), mais aucune tendance n’a été réellement décelée.
 

Jomelli & al. 2003 - A

Domaine périglaciaire des Alpes Suisses :
Après analyse des événements de 1987, la moitié des coulées de boue canalisées semble avoir eu pour lieu de départ des zones probables de permafrost ou des zones de retrait glaciaire depuis le LIA.
 

Bader & Kunz 2000f- R: PNR31

Alpes suisses :
La forte concentration de cas de réactivation de grands glissements constatée en Suisse Romande et au Tessin n'a pas eu d'équivalent en Suisse Alémanique et notamment en Suisse Orientale: ces parties du pays ont certes connu des problèmes, mais il s'est surtout agi de phénomènes subits à échelle plus réduite tels que coulées boueuses, crues et laves torrentielles.
 

Noverraz & al, 1998 - R: PNR31

Alpes suisses :
La stabilité des zones de débris gelés pourrait être fortement altérée. Par exemple, pour le Ritigraben, les sources de sédiments se trouvent dans des zones de pergélisols. Les séries temporelles de coulées de débris ont montrées que la probabilité d’occurrence a augmentée.
 

Zimmermann & al. 1997 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Glaciers de Morteratsch et de Pers (région de Bernina, Alpes suisses, canton des Grisons) :
La modélisation des laves torrentielles et des ondes de crue potentielles issues des futurs lacs anticipés des glaciers de Morteratsch et de Pers indique que le nombre croissant de lacs pourrait ne pas impliquer dans tous les cas un plus fort potentiel régional de risque.

D'après la topographie modélisée du lit glaciaire, bon nombre des crues de vidange modélisées atteignent d'autres lacs situés plus en aval. Les valeurs de pente du lit glaciaire modélisé dépassent 8° autour de la plupart des futurs lacs, et donc, du matériel meuble pourrait être entraîné par les crues causées par la vidange de ces lacs. Même dans le pire des scénarios avec des distances de propagation pour les laves torrentielles selon un seuil moyen de pente de 11°, les laves torrentielles issues des futurs lacs glaciaires pourraient atteindre les lacs situés plus bas, mais dans la plupart des cas les surfaces affectées sont confinées aux sectreurs proches des lacs, et n'atteignent pas les bâtiments, installations ou autres infrastructures coûteuses existants à l'heure actuelle.

En raison d'une forte incertitude sur la quantité des sédiments meubles qui seront disponibles dans le futur, les auteurs ont également modélisé les ondes de crue potentielles qui, comparées aux laves torrentielles, ont une concentration en sédiments plus faible. Pour la distance maximale de propagation, ils ont choisi à nouveau une approche avec le scénario le plus défavorable en utilisant une pente moyenne maximale de 3°. Les trajectoires de propagation maximale des ondes de crues sont montrées individuellement pour chaque glacier. Avec ce modèle, ces crues pourraient atteindre les installations et infrastructures existantes. Les ondes de crues issues de tous ces futurs lacs potentiels pourraient affecter les routes et les voies ferrées de la vallée de Bernina. Les crues prenant naissance au niveau du lit du glacier de Morteratsch n'arriveraient pas à Pontresina, mais tous les lacs futurs prévus du glacier de Pers ont le potentiel d'engendrer des ondes de crue qui pourraient atteindre le village de Samedan.

L'influence des lacs situés sur la trajectoire d'un lac plus en amont peut être illustrée avec l'exemple du lac inférieur du glacier de Morteratsch. Si cette dépression est vide au moment d'une vidange des lacs du glacier de Pers, la trajectoire destructrice d'une telle onde de crue pourrait atteindre la plaine alluviale de Samedan, où un aéroport régional est implanté. Mais si le lac inférieur est plein, il pourrait absorber l'énergie de la vidange d'un lac plus petit situé en amont. Evidemment, cela dépend fortement du volume et de la géométrie du bassin de rétention et de l'intensité de la crue de vidange issue des lacs du glacier de Pers.
Dans cet article, une stratégie multi-niveaux est présentée pour l'identification des parties surcreusées des lits glaciaires et, ainsi, des sites potentiels de formation future de lacs. Aux deux premiers des quatre niveaux de cette stratégie, les surcreusements glaciaires sont estimés qualitativement et sur de vatses régions à partir de modèles numériques de terrain et des contours du glacier digitalisés. Au niveau 3, des modèles plus détaillés et laborieux sont appliquer pour modéliser la topographie du lit glaciaire sur de petites régions ; et au niveau 4, les situations spéciales doivent être étudiées in-situ avec des mesures détaillées telles que les sondages géophysiques. Les résultats de la démarche sont validés en utilisant les données historiques du glacier de Trift, où un lac s'est formé au cours des dernières décennies. Des scénarios de futurs lacs glaciaires sont présentés pour les deux régions test d'Alestsch et de Bernina dans les Alpes suisses. Dans la région de Bernina, les futures vidanges potentiels de lac sont modélisées, en utilisant un modèle de propagation hydrologique basé sur un système d'information géographique (dérivé du modèle MSF de Huggel et al. 2003).

Frey & al. 2010 - A

Alpes suisses :
L’analyse des modélisation suggèrent un lien entre la dégradation des pergélisols et la formation de zones de départ. Beaucoup de zones de départ des coulées de débris sont actuellement localisées dans des zones probables de pergélisols chauds, à la limite inférieure de la présence des pergélisols.
 

Fischer & al. 2006 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes suisses :
L'augmentation de la température qui s'est produite dans les dernières décennies provoque la fonte des glaciers et des sols gelés. Le changement se manifeste d'abord dans les couches superficielles, à une profondeur de quelques mètres, dans des zones sans neige et des petites zones de permafrost de peu d'importance. Dans ces zones, autrefois épargnées par ce type de phénomènes, il peut y avoir des chutes de blocs et de matériaux rocheux, des phénomènes d'érosion, des éboulements et des coulées de boue, comme suite du réchauffement.
 

Götz & Raetzo 2006 - P

Monde :
Sur des pentes très fortes, des sédiments fraîchement exposés ou en cours de dégel peuvent devenir très instables, provoquant des laves torrentielles et des glissements de terrain de différentes magnitudes. Dés qu’un événement survient dans une vallée, les pentes restantes peuvent être encore plus déstabilisées.
 

Kääb & al. 2005 - A

Alpes suisses :
Le retrait des fronts glaciaires (à cause du réchauffement climatique) expose des zones de plus en plus larges de matériaux non consolidés qui étaient auparavant protégée par des blocs de glace. Il y aura donc un plus grand danger pour que des matériaux soient mobilisés à nouveau, particulièrement dans les zones où il y a un retrait des pergélisols dans les éboulements et les moraines sur des pentes fortes (> 30°).
 

Bader &Kunz 2000f - R

Alpes suisses :
Des coulées de débris de tailles très variables pourraient se former dans des sites marginaux de pergélisols comme les éboulis, les cônes de déjection ou les fronts des glaciers rocheux à cause de la fonte intense du manteau neigeux et/ou de fortes précipitations.
 

Haeberli & al. 1997 - A

 


RETOURS D'EXPÉRIENCES

 
Retours d'expérience
Objectifs
Etat d'avancement /enseignements
Références
Une des difficultés d’analyse [pour évaluer le volume de matériaux mobilisables par les laves torrentielles dans le terrain à permafrost étudié] provient du fait que de la glace est visible par endroits mais qu’on ignore s’il s’agit d’un glacier rocheux ou d’un glacier noir, ou encore d’un mélange entre ces deux formes. Des investigations de surface ont été mises en œuvre pour mieux connaître la structure et la dynamique de cette zone. Elles comprennent des mesures de déplacement par GPS différentiel (DGPS) et des reconnaissances géophysiques en forages et par sismique réfraction.

Les mesures GPS effectuées sur 150 points et renouvelées chaque année entre 2006 et 2009 ont permis de mettre en évidence un champ de déplacement assez hétérogène présentant des zones de déplacement rapide et des zones stables ou sub-stables. La moyenne des vitesses augmente depuis 2006, sans que l’on sache encore si cette tendance est directement liée à l’augmentation récente des températures et si elle va se poursuivre, ou si les déplacements vont plutôt adopter un caractère sinusoïdal alternant des phases d’accélération et de décélération. On voit que les observations nécessaires pour prendre en compte l’hétérogénéité spatiale de ces déplacements doivent descendre à un niveau d’échelle assez précis.

Pour relier l’évolution des vitesses de déplacement à celle des températures de surface, un réseau de capteurs est en cours d’installation. Des développements techniques ont été effectués pour permettre la consultation des données on-line (ce dispositif est encore en phase de test). À terme, l’interprétation de la courbe reliant vitesses de déplacement et températures devrait permettre de dégager des perspectives d’évolution future.

Pour mieux comprendre les liens entre les différentes zones individualisées par les mesures de vitesse et leur rôle dans l’alimentation aux torrents, il est par ailleurs nécessaire d’examiner la nature des matériaux à l’intérieur de la masse du « glacier rocheux ». Une série de 14 forages a été réalisée. (...) De plus, des inclinomètres installés dans les forages ont permis de préciser la répartition en profondeur des vitesses de déplacement. Ces données de forages ont été complétées par 11 profils de sismique réfraction sur l’ensemble de la zone. Leur interprétation en trois dimensions permet de distinguer la roche en place , la présence de glace, soit pure soit mélangée avec des matériaux et des matériaux plus meubles en surface.
Ce projet s’inscrit dans le cadre du projet stratégique Alcotra RiskNat (activité B1-C1). Il vise à étudier une zone inscrite dans le permafrost au niveau du glacier Bonnard et constituant la principale source d’alimentation en matériaux déclencheurs pour les laves torrentielles des torrents de Pétérey et de Tracuit. Le secteur constitué par une moraine très raide présente une rupture de pente sur laquelle des matériaux gelés qui la surplombent progressent encore à l’heure actuelle, plus ou moins rapidement selon les secteurs. L’ensemble de la zone s’affaisse progressivement.

L’étude a pour objectif l’estimation (1) du volume total de la réserve de sédiments à disposition stockés dans la masse en mouvement, et (2) des volumes disponibles au niveau événementiel pour les laves torrentielles. Le but est de fournir des éléments utiles à la gestion du risque de débordements torrentiels dans le village de Zinal situé en aval, que ces torrents séparent en différents quartiers, dans la perspective d’une éventuelle adaptation de cette gestion aux effets du changement climatique.
L’ensemble de ces données fournit des éléments préliminaires à la compréhension du fonctionnement de ce corps gelé et ont permis une première estimation des volumes de matériaux en présence. Le volume total de matériaux en mouvement stockés à l’amont du village de Zinal ainsi évalué est de 1,5 millions de m3 et le volume de matériaux immédiatement mobilisables par des laves torrentielles est évalué à 40 000 m3 pour l’un des torrents et 6000 m3 pour l’autre.

Cet exemple illustre le fait que l’évaluation de l’impact des changements climatiques sur ce type de phénomènes requiert à la fois des investigations détaillées et un suivi continu et inscrit dans la durée sur la base d’un grand nombre de points de mesure. Vu le nombre d’observations nécessaires, il y a donc « un niveau d’échelle à passer » impliquant des moyens importants, que les décideurs ne sont pas encore forcément prêt à mettre en œuvre.

La comparaison des valeurs mesurées au glacier Bonnard avec les mesures effectuées sur d’autres glaciers rocheux montre que les déplacements observés sont susceptibles de connaître une accélération notable sous l’effet d’une augmentation future des températures, ce qui pourrait conduire à une augmentation importante de la quantité de matériaux parvenant dans les chenaux des torrents. La poursuite du monitoring est donc nécessaire pour appréhender les évolutions à venir.

Bardou 2011 - P

Alpes françaises – Département de l'Isère :
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.

La politique de gestion en cours d’élaboration au service des routes prévoit notamment de fonctionner en mode dégradé (de la même façon que lors du déneigement d’une route, on privilégie le rétablissement des accès les plus stratégiques avec un fonctionnement en mode dégradé pour les accès à enjeux moindres). Ce type de fonctionnement devra être associé à une communication spécifique auprès des usagers. Cela s’inscrit également dans un contexte politique où « on nous demande de faire mieux avec moins, donc on n’a pas le choix ».

À ce titre, pour le gestionnaire des routes, le changement climatique n’est qu’une incertitude parmi d’autres, qui s’ajoute aux incertitudes financières et aux incertitudes sur la façon dont le risque est perçu par la population et par les médias, et il estime que « ces incertitudes déjà existantes évoluent plus vite que l’aléa climatique en lui-même ». Jusqu’ici, les interventions du service étaient essentiellement curatives : « on attendait la survenue des événements pour intervenir ».

Les orientations actuelles visent à développer des approches plus préventives, par exemple en fermant des itinéraires en cas de désordres importants annoncés, d’où la nécessité de disposer de données météorologiques pertinentes et actualisées (celles-ci existent dans une certaine mesure, mais « on n’y a pas forcément accès »).
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches. Le constat fait depuis quelques années est une augmentation de l’intensité des phénomènes météorologiques. On observe des amplitudes thermiques importantes sur des laps de temps très restreint, ce qui paraît être un phénomène assez général (également constaté en Savoie).

En conséquence, on a une augmentation apparente des phénomènes de type érosif, avec des épisodes de ruissellement qui entraîne une érosion importante des talus routiers.

Les événements de ce type autrefois considérés comme exceptionnels deviennent communs. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.

Le Bidan 2011 - P

Les glissements superficiels des 29 et 30 mai 2010 le long de la route d’accès au col de la Madeleine (RD213) ont été déclenchés par des précipitations violentes et très localisées, avec un cumul de 78mm en 24h, combinées à une fonte tardive, et dont la prévision a échoué malgré l’accès à un réseau de stations météorologiques assez dense (abonnement au réseau météorologique d’EDF composé de 13 stations + 7 stations Flowcapt). Ces fortes pluies ont déclenché des glissements superficiels, avec des versants ruisselant dans leur intégralité, de très nombreuses ruptures de talus, ainsi que des coulées de boue empruntant les routes, avec des dégâts aux chaussées sur plusieurs kilomètres. Ces dégâts ont entraîné une coupure totale de la circulation pendant 5 jours, puis un alternat. Le coût des interventions est de 110 k€. Suite à ces événements (et aux crues torrentielles du 12 juillet 2010), la décision a été prise d’équiper toutes les stations Flowcapt (initialement destinées à suivre le transport de neige par le vent) avec des pluviomètres pour intensifier le réseau de surveillance et améliorer la couverture des secteurs connus pour être les plus critiques, ce qui constitue une des réponses identifiées pour mieux se préparer à faire face à ce type de phénomènes.    

Lescurier 2011 - P

Un point important concernant la composante liquide des crues et laves torrentielles est que le déficit de données hydrométéorologiques est sans doute encore plus criant pour les torrents que pour les bassins versants de plus grande taille. Un cas bien connu est celui des massifs qui entourent l’agglomération grenobloise, où un déficit de stations pluvio-hydrométriques est constaté depuis déjà plusieurs années, et où aucun maître d’ouvrage potentiel n’a été trouvé jusqu’à présent. À ce titre, l’exemple de l’investissement effectué par le CG73 dans un petit réseau de pluviographes est encourageant. Le problème n’est pas simple, car dans une optique d’observation de l’évolution climatique, mettre en place aujourd’hui un nouveau réseau de mesure ne donnera des résultats exploitables qu’à long terme ; la décision n’est donc pas facile à prendre. Cependant, l’exemple des avalanches montre que c’est grâce à l’initiative de Mougin, il y a plus de 100 ans, que l’on dispose aujourd’hui de données d’observation relativement longues sur les avalanches, exploitables aujourd’hui pour l’analyse des effets du changement climatique…    

Richard 2011 - P

 

 


RECOMMANDATIONS

Recommandations
Remarques
Destinataires
Références
Il faut adapter notre niveau d’exigence en termes d’investissements (« aujourd’hui on s’oppose à certains bureaux d’études et on accepte de ne pas traiter certains phénomènes sur certains itinéraires »), et travailler à l’optimisation des techniques de traitement et de suivi des phénomènes (sur le même principe que « faire mieux avec moins »).

Il faut mettre en place un suivi rapproché des événements (fréquence, intensité) : « la jurisprudence est très claire là-dessus, il faut disposer d’un observatoire le plus fiable et exhaustif possible des événements sur notre réseau ». Le travail est en cours sur cet aspect dans le but, à terme, de corréler ces événements avec les conditions météorologiques qui les ont provoqués, dans une optique d’amélioration de la prévision
   

Le Bidan 2011 - P

Les différences mises en évidence par l'analyse des données mesurées à différentes stations montrent une grande variabilité dans la répartition des précipitations, en particulier pour les pluies intenses de courte durée partout dans la zone d'étude (Bassin d'Acquabona, Dolomites, Alpes italiennes orientales). Cette variabilité ne semble pas être liée exclusivement à l'altitude, mais aussi aux conditions locales morphologiques. En conséquence, afin d'étudier la relation entre les caractéristiques des précipitations et l'occurrence de laves torrentielles, il est important de considérer les données des précipitations enregistrées dans les stations météorologiques à proximité des sites où des coulées de débris a eu lieu. Un réseau de surveillance plus large est nécessaire pour développer des modèles de prévision et de continuer à enquêter sur la présence d'un changement climatique. Comme la fréquence moyenne des précipitations qui peuvent potentiellement déclencher des laves torrentielles est de 3,5 événements par été, il est nécessaire d'utiliser des modèles de prévision qui puissent rendre compte de cette fréquence et la possibilité de changements climatiques majeurs parce que les modèles en utilisant uniquement les valeurs maximales annuelles, telles que Gumbel ou GEV, pourraient sous-estimer la probabilité d'occurrence, au moins pour les petits seuils de déclenchement. En raison de la forte variabilité affichée par les tendances des précipitations intenses à l'échelle locale et mondiale, plus de données sur les précipitations à court terme et des études supplémentaires sont nécessaires pour analyser l'influence des changements climatiques sur l'augmentation des épisodes de pluie intense. Dans les régions montagneuses, les données pluviométriques doivent être recueillies auprès de nombreux réseaux distribués de pluviomètres en raison de l'influence des facteurs morphométriques. À l'échelle mondiale, et avec l'aide des techniques de télédétection, il sera utile d'analyser les corrélations entre les régions avec différentes caractéristiques climatiques, de comprendre l'influence des changements climatiques sur les régimes de précipitations et d'atténuer les conséquences sociales.    

Floris & al. 2010 - A

Les considérations sur des changements potentiels de la saisonnalité des précipitations intenses et de la dynamique des glaciers rocheux restent fortement spéculatives pour l'instant. Néanmoins, les autorités locales ne devraient pas attendre pour planifier des mesures constructives appropriées afin (de mieux) protéger des dégâts futurs les bâtiments situées le long des chenaux actuellement actifs ainsi que ceux sur les cônes de déjections intermédiaires. Indépendamment des changements de fréquence ou d'intensité des coulées de débris attendus à Ritigraben, il faut être conscient que des coulées de débris considérables sont survenues à plusieurs reprises par le passé et que de tels événements se produiront également à l'avenir. Comme les digues latérales du lit (qui a été incisé par l'événement de Septembre 1993) ont déjà commencé à s'effondrer, il est possible que les futures coulées de débris débordent du lit au-dessus de 1650 m d'altitude, réactivant des chenaux abandonnés et déposant des matériaux dans les parties Est ou Sud-ouest du cône, menaçant ainsi potentiellement les bâtiments et infrastructures publiques.   Autorités locales

Stoffel 2007 - A

Le bassin versant torrentiel est un système complexe. Les phénomènes impliqués dans les crues torrentielles sont interdépendants. En particulier le transport solide dans le lit est fortement conditionné par les apports issus des versants. L'évolution temporelle des facteurs, notamment climatiques et anthropiques, modifie le déterminisme des phénomènes. Leur analyse requiert souvent de prendre en compte des échelles de temps multiples. L'ingénieur devra en conséquence adopter une approche intégratrice tant au plan spatial que temporel, codifiée sous le nom de méthodologie d'étude de bassin versant.

Il n'existe pas de théorie récente en matière de conception du dispositif de prévention / protection. La gestion et la mise à disposition des retours d'expériences est une voie à développer. La notion d'efficacité d'un dispositif est au cœur du sujet et son évaluation doit intégrer une dimension temporelle suffisante.

Finalement, les attentes de l'ingénieur et du chercheur vis-à-vis de l'information historique sont assez semblables. Simplement, le premier l'exploitera sur un torrent donné, alors que le second valorisera les données agrégées régionalement ou par thématique, ou diachroniques. Ces attentes sont:
• des descriptions permettant de qualifier les phénomènes érosifs, en particulier de reconnaître les laves torrentielles et le charriage;
• des chroniques mentionnant l'occurrence des crues torrentielles;
• des mesures des paramètres caractéristiques des flux liquides ou solides : hauteurs, vitesses, volumes; ou, à défaut et de façon plus réaliste, des observations permettant de reconstituer ces grandeurs;
• la localisation des zones d'extension maximale des inondations et des dépôts de matériaux;
• des descriptions de dommages permettant de caractériser l'aspect dynamique de la crue (affouillements, divagations, embâcles...) et d'imaginer les processus d'endommagement;
• des indications sur les facteurs de l'érosion et des crues torrentielles (localisation des zones d'apport de sédiments, occupation du sol, aménagements) et leur évolution au cours du temps;
• des cartes ou des indices permettant la reconstitution de la morphologie des lits torrentiels (profils en long, vues en plan, croquis d'ouvrages).
La valorisation de l'information historique sur les inondations peut être menée d'un point de vue quantitatif pour affiner l'estimation des probabilités de crue, et également d'un point de vue qualitatif, pour sensibiliser la population aux dommages des crues du passé et conserver la mémoire collective de ces événements.

Les informations historiques, brutes ou confrontées les unes aux autres, permettent d'espérer répondre aux questions énumérées ci-contre. Par exemple, le croisement de mesures ou de reconstitutions de volumes avec celles concernant l'occurrence permet d'espérer déterminer, après traitement statistique adéquat, des relations empiriques volumes de matériaux - fréquence d'occurrence, en particulier pour les crues extrêmes; ou encore, l'évolution comparée des facteurs de l'érosion et des crues torrentielles, et de la morphologie des lits renseigne sur la dynamique des bassins versant torrentiels.

Dans la région alpine, les effets croisés de la déforestation et de la péjoration climatique du Petit Age Glaciaire ont donné lieu à bon nombre de phénomènes torrentiels exceptionnels au cours des XVIIe et XVIIIe siècles. Par ailleurs, des recherches menées sur la fin de l'époque médiévale laissent à penser que la région a aussi connu une période de forte activité torrentielle au cours de la seconde moitié du XVe siècle. Une analyse régionale détaillée permettrait sans doute de préciser la cohérence spatio-temporelle de l'ensemble de ces événements.

La morphologie et dynamique torrentielle nous paraissent un champ d'application particulièrement riche de l'information historique.
Gestionnaires, ingénieurs, chercheurs

Lang & al 2003 - E

Alpes suisses :
Là où les coulées de boue surviennent régulièrement, la situation semble être bien assimilée et contrôlée ; par contre, là où les coulées de boue sont occasionnelles, l’attention générale portée au risque est beaucoup plus limitée.

Une meilleure compréhension des mécanismes déclencheurs est indispensable, afin que ces nouvelles connaissances puissent servir à cartographier les événements et planifier les mesures de protection. Voir notamment l’exemple des mesures de protection pour le torrent du Dorfbach dans le canton du Valais.
  Décideurs politiques

Bader & Kunz 2000f - R: PNR31

Alpes suisses :
Les informations obtenues par l’analyse de documents historiques peut être très claire et précise pour certains cas et très vague pour d’autres. Afin d’obtenir une meilleure vision de la fréquence et de l’intensité des laves torrentielles dans un chenal spécifique, le travail doit être poursuivi. Pour l’évaluation des effets possibles d’un changement de climat, les aspects de fréquence et d’intensité sont vitaux, les connaissances sont pour l’instant limitées. Un travail supplémentaire d’éducation est nécessaire pour montrer que des connaissances historiques ne sont pas suffisantes pour l’évaluation des risques futurs.
  Percepetion, intensité et fréquence

Zimmermann & al. 1997 - A

 

Légende des références biblio :
- A : Article (revue à comité de lecture)
- C : Commentaire
- E : Etude scientifique (non publiée)
- P : Proceedings
- R : Rapport
- Re : Retour d'expérience
- T : Thèse
- W : Site Internet

 


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