Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Analyse bibliographique 3.4.3
Eboulements et chutes de rochers

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


 


FACTEURS DE CONTRÔLE
DES ÉBOULEMENTS ET CHUTES DE BLOCS

Reconstitutions paléoclimatiques

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie) :
L’observation et la comparaison des photographies complétées par des mesures de terrain ont permis de répertorier une cinquantaine d’événements d’écroulements passés depuis la fin du Petit Âge Glaciaire jusqu’à aujourd’hui. Ces événements se sont produits pour l’essentiel au cours des soixante dernières années, avec des volumes variables, de plusieurs centaines à plusieurs centaines de milliers de m3. Cette analyse a permis de mettre en évidence deux périodes principales qui se caractérisent par une fréquence accrue des écroulements : une première période à la fin des années 1940 et au début des années 1950, puis une seconde à partir des années 1980. La première période présente une activité qu’on ne retrouve pas au cours des périodes antérieures, puisque pendant près d’un siècle, depuis la fin du Petit Âge Glaciaire jusqu’au milieu du XXe siècle (1947 pour les Aiguilles de Chamonix et 1950 pour les Drus), pratiquement aucun éboulement ne s’était produit – mis à part un petit écroulement au Drus déclenché par un séisme en 1905. La fréquence des écroulements a ensuite très fortement diminué au cours des années 1970, avant d’augmenter à nouveau jusqu’à atteindre une fréquence particulièrement marquée au cours des deux dernières décennies, en particulier dans le secteur des Aiguilles de Chamonix (où le nombre d’événements est plus important) mais aussi sur la face ouest des Drus (avec une augmentation des volumes liée à la succession d’événements qui ont conduit à l’écroulement du pilier Bonatti en juin 2005). Il y a donc une forte corrélation entre l’occurrence de ces événements depuis 150 ans et les périodes les plus chaudes observées à Chamonix au XXe siècle (l’été et l’année 1947 étant le second été le plus chaud – après celui de 2003 – et l’année la plus chaude enregistrés depuis 1934) et au début du XXIe siècle, en particulier au cours des deux dernières décennies qui présentent la plus forte augmentation des températures moyennes.
Le laboratoire EDYTEM travaille sur ces thèmes de recherche à partir des observations et des analyses menées depuis plusieurs années dans le massif du Mont-Blanc. L’une des méthodes employées pour l’étude des écroulements en haute montagne qui permet de s’affranchir des possibles biais d’observation est l’utilisation non pas des seuls témoignages historiques mais des photographies. Cette méthode a été mise en œuvre sur deux secteurs pour lesquels le large corpus de photographies historiques disponible offre une couverture temporelle à peu près continue depuis 150 ans : la face ouest des Drus et le versant nord des Aiguilles de Chamonix. Ces clichés (plusieurs centaines) permettent de remonter jusqu’à 1860, période de l’avènement de la photographie de montagne, qui correspond à la fin du Petit Âge Glaciaire. Deline 2011 - P

Aiguilles de Chamonix, massif du Mont Blanc (Alpes françaises) :
Pris isolément, le rôle du pergélisol dans le déclenchement éboulements dans les parois rocheuses abruptes de haute montagne est extrêmement difficile à établir. Ce rôle est néanmoins fortement étayé par des preuves issues de l'analyse de 42 éboulements documentés (d’un volume allant 500 à 65 000 m3) sur la face nord des Aiguilles de Chamonix depuis 1862 : (i) toutes les chutes de pierres proviennent de la zone de pergélisol ; (ii) une très bonne corrélation existe entre les chutes de pierres et les périodes les plus chaudes dans la période d'étude : 70% des 42 éboulements ont eu lieu au cours des deux dernières décennies, caractérisées par l'accélération du réchauffement climatique ; (iii) la fréquence maximale de ces effondrements s’est produite lors de la canicule de 2003, sans fortes précipitations ou séisme au cours de cette période, ce qui peut être expliqué uniquement par la dégradation du pergélisol ; plus généralement, des étés chauds (1947, 1976, 1983, 2003) sont des périodes de déclenchement des chutes de pierres ; (iv ) l'altitude moyenne des cicatrices (3130 m d'altitude) est proche de la limite inférieure du pergélisol, où la dégradation est potentiellement plus active, (v) les topographies convexes (crêtes, éperons et piliers), caractérisé par des flux de chaleur sur les parois rocheuses bien exposées, semblent avoir tendance à s'effondrer probablement à cause d'une dégradation plus rapide du pergélisol.

Un contrôle climatique sur la topographie est donc détectable dans les données topographiques et le déclenchement de la plupart des éboulements reconnus sur les Aiguilles de Chamonix depuis la fin du Petit Âge Glaciaire est probablement contrôlé par la dégradation actuelle du pergélisol [la relation entre la fréquence cumulée et le volume des éboulements sur les périodes 1862-2009, 1862-1990 et 1990-2009 montre que les deux dernières décennies, marquées par une accélération du réchauffement planétaire, ont connu une fréquence de chutes de pierres beaucoup plus importante que lors de la période 1862-1990].

En comparant d’anciennes, récentes et nouvelles photographies, en plus de données géomorphologiques de terrain, cette étude propose un état des lieux des éboulements qui se sont produits depuis la fin de la Petit Âge Glaciaire (PAG) sur le côté nord des Aiguilles de Chamonix (Mont Blanc), allant dans le volume 500 à 65 000 m3. Parce que cet inventaire d'éboulement est basé sur des données objectives (série de photographies), et non sur des témoignages ou des rapports, il évite les biais qui résulterait d'une récente augmentation de l’attention portée au phénomène produisant une meilleure documentation. En outre, la couleur rougeâtre de la patine rocheuse sur les faces granitiques est directement liée à la durée d'exposition de la surface : les cicatrices gris clair restent visibles pendant plus de mille ans dans le massif du Mont Blanc. Le fort contraste de couleur des cicatrices sur les parois rocheuses et la haute qualité des photographies permet une analyse très détaillée des parois et de garantir un inventaire exhaustif des éboulements. Cette reconstruction de l’ évolution des parois rocheuses sur la face nord des Aiguilles de Chamonix depuis la fin de la PAG peut ensuite être comparée à l'évolution du climat au cours de la même période. Ravanel & Deline 2011 - A

Haut bassin de la Durance (Alpes françaises du Sud) :
La cartographie des 81 instabilités de versant identifiés et classés impliqant des volumes supérieurs à 100 m3 dans le bassin de la haute Durance montrent que différents types de rupture sont associés à des secteurs spécifiques : les avalanches rocheuses se trouvent autour du massif des Ecrins et le fauchage ("rock topples" : basculements rocheux) se produit principalement dans le haut bassin de la Clarée. La distribution des écroulements majeurs est étroitement associée aux secteurs affectés par les valeurs les plus fortes de décompression (contrainte normale et longitudinale: σ=5000–9000 kPa et τ=200–300 kPa) et aux versants présentant les plus fortes pentes (100 à 150%). Dans le secteur de Vallouise, 34 instabilités ont été identifiées et cartographiées, dont 6 écroulements majeurs et/ou avalanches rocheuse et 19 glissements rocheux translationnels. La compraison des gammes d'altitude de ces instabilités de versant avec l'altitude reconstituée de la "trimline" (limite supérieure des modelés d'érosion glaciaire) montre que celles-ci se sont principalement produites dans des secteurs anciennement englacés. Les ruptures de versant les plus importantes sont situées là où la contrainte longitudinale était très forte (jusqu'à 250 kPa), comme dans la vallée du Gyr, le bassin de Pelvoux, et la partie inférieure de la vallée de l'Onde. Au contraire, les sites de basculements rocheux et de glissements-coulées tendent à être associés à d'anciennes contraintes basales plus modérées (σ=000–5000 kPa et τ=100–200 kPa), mais ces ruptures affectent des contextes lithologiques spécifiques. Collectivement, ces données montrent que la lithologie a conditionné le type d'instabilité de versant observé dans la plupart des cas. Cependant, la coïncidence spatiale de la plupart des rupture de versant avec les secteurs où le chargement glaciaire a imposé de fortes contraintes de compression normales et longitudinales, ainsi que la prépondérance des ruptures de versant au-dessous de la "trimline", supportent clairement la notion selon laquelle le relâchement paraglaciaire des contraintes a joué un rôle majeur dans la dégradation et la rupture des versants rocheux.

La comparaison sur SIG de la distribution des ruptures de versant avec celle des zones où de fortes contraintes imposées par le chargement glaciaire ont été reconstituées fournit une nouvelle méthode pour intégrer l'influence paraglaciaire de relâchement des contraintes dans les modèles d'instabilité de versant. Il a été montré que les principales zones instables sont situées dans les secteurs autrefois englacés. Cette distribution est conforme aux observations effectuées dans d'autres zone de montagne alpine. L'influence paraglaciaire sur l'instabilité des versants rocheux est ici supportée par deux jeux de données. À l'échelle régionale, la localisation des glissements de terrain est associée aux fortes contraintes basales normales et longitudinales imposées par le glacier ; la localisation des avalanches rocheuses est en particulier fortement associée aux sites de fortes décompressions. À une échelle plus locale, l'hypothèse de l'origine paraglaciaire de la déformation post-glaciaire des roches moutonnées est supportée à la fois par la géométrie et par la localisation des diaclases ouverte par relâchement des contraintes.

Cette étude associe une reconstruction à plusieurs échelles spatiales au contexte chronologique de la déglaciation et des instabilités rocheuses dans le bassin de la haute Durance. Les auteurs commencent par documenter les forces de décompression impliquées par l'ancienne extension du glacier et l'application des lois glaciologiques dans le cadre d'un Système d'Information Géographique (SIG). Secondement, à l'échelle régionale, ils inventorient les instabilités et comparent leur localisation à celle des secteurs où les contraintes à la fois normales et longitudinales (appliquées par l'ancien glacier) étaient maximales. Troisièmement, ils sélectionnent des sites (i) pour considérer dans quelle mesure les ruptures ont été préférentiellement déclenchées dans la partie inférieure des versants, où les contraintes imposées par le glacier étaient les plus forte, et (ii) pour comparer les modèles de fracturation de la roche sur la face amont des bares rocheuses (fortes contraintes imposées) et sur leur face aval (faibles contraintes imposées). Finallement, des repères chronologiques fournissent l'opportunité de tester si l'âge des ruptures est en accord avec les modèles proposésd'évolution paraglaciaires des versants.

Méthodes utilisées:
- Reconstruction de l'extension du glacier
- Identification des impacts de la décompression post-glaciaire: (1) Etude des instabilités de versant à l'échelle régionale et (2) des effets du relâchement des contraintes à plus petite échelle
- Datations de l'âges d'exposition au rayonnement cosmique (10Be)

Cossart & al. 2008 - A
Arc alpin / Alpes suisses :
L'analyse historique des éboulements montre l'impossibilité de mettre en corrélation les grands événements avec des périodes climatiques chaudes. En outre, le réchauffement climatique depuis 1850 ne coïncide pas avec une augmentation significative des événements d’éboulements. La majorité des grands éboulements historiques (depuis 2000 ans environ) sont liés aux précipitations intenses et de longue durée au cours des mois d'été et d’automne. En examinant les 800 événements inventoriés, principalement des éboulements de taille petite ou moyenne, la conclusion suivante peut être tirée : les événements d'hiver et de printemps sont plus fréquents durant les périodes froides en général qu'ils ne le sont pendant les périodes chaudes. Dans ce dernier cas il n’y a aucune accumulation notable d'événements, d'ailleurs il peut être démontré que durant les années chaudes, la fréquence des événements de chutes de pierres est plus susceptible de diminuer au cours des mois d'été. En outre, il n'existe pas de corrélation entre les périodes humides prolongées connues et une accumulation d'événements de chutes de pierres.
Les influences climatiques et météorologiques sur les événements de chutes de pierres et d’éboulements ont été traitées en termes historique et de mécanique des roches. Environ 230 éboulements plus ou moins bien documentés depuis la fin Pléistocène dans la région alpine ont été analysés. En outre, environ 800 événements de chutes de pierres et d’éboulements qui se sont produits au cours des 500 dernières années pour la plupart sur le flanc nord des Alpes de la Suisse ont été étudiées, en se concentrant principalement sur l'influence de la température et des précipitations sur la fréquence de l'événement. Gruner 2008 - P
Alpes valaisannes (forêt de Schilt, Suisse) :
L'importante concentration de chutes de pierres en 1995 permet une analyse saisonnière plus détaillée de l'activité chute de pierres au cours de l'année. Trois fois plus d'activité a été détectée pendant EE et ME par rapport à la distribution moyenne. A part les cycles de gel-dégel occasionnels ou la fonte de glace, il est possible que des précipitations intenses aient mené à cette concentration de chutes de rochers.

Les données météorologiques de la station de Zermatt (localisée à 20 km au Sud-ouest du site d'étude; SMI 2007) indiquent en effet des précipitations exceptionnellement intenses au cours de la saison de repos végétatif de 1994-1995, avec le plus important cumul de précipitations quotidiennes depuis au moins 25 ans enregistré le 5 novembre 1994. Comme les deux sites de chute de pierres situés dans deux vallées voisines (Stoffel et al., 2005 et le présent site d'étude) ont vraisemblablement réagi aux mêmes événements déclencheurs, on peut supposer que la concentration d'épisodes pluvieux affectant de larges secteurs des Alpes valaisannes soit à l'origine de la très haute fréquence de chute de pierres au cours de la première moitié de l'année 1995.
Les sections transversales ont été analysées en utilisant des méthodes de dendrochronologie standard (Stokes et Smiley, 1968; Bräker, 2002). La position intra-annuelle des blessures a été déterminée d'après Stoffel et al. (2005) et les impacts ont été datés de la saison de repos végétatif (D), du début du « bois précoce » (EE), du milieu du « bois précoce » (ME), de la fin du « bois précoce » (LE), du début du « bois tardif » (EL) et de la fin du « bois tardif » (LL). Localement, la période de végétation commence à la fin de mai. La transition de LE à EL se produit à la mi-juillet. La période entre octobre et mai est appelé la saison de repos végétatif. 32 arbres ont été abattus sur le site d'étude et 123 sections transversales préparées, pour un total de 154 blessures. Au total, 207 perturbations de croissance (GD) ont été identifiées comme réaction aux 154 impacts. Schneuwly & Stoffel 2008 - A
Alpes :
Pendant le retrait des glaciers alpins après la dernière glaciation, divers éboulements se sont produits en raison de la déconsolidation des versants. La datation des différentes manifestations témoigne de l'âge holocène, et non pour une survenue à la fin de la dernière glaciation, au début de la première phase de réchauffement. Certains de ces événements se sont produits au cours de périodes chaudes, d'autres se sont produites dans les périodes plus fraîches dans un contexte d’avancée glaciaire. Cependant, pour la phase la plus frappante du réchauffement holocène, dit optimum climatique, aucun éboulement n’a été détecté. On pense que le processus de maturation est de longue durée, possiblement des milliers d'années, voire même plusieurs changements climatiques. De l'analyse historique des éboulements durant les 2000 dernières années, il peut être déduit que de nombreux événements ont été déclenchés par la pluie ou de longues périodes d'humidité. Des phases humides se sont produites aussi bien pendant les périodes les plus froides que pendant les périodes les plus chaudes. Au cours de la froideur marquée du « Petit âge glaciaire », les éboulements ont été plutôt rares. Le nombre d'événements a nettement augmenté au début de réchauffement après 1850. Jusqu'à présent, le réchauffement de plus en plus accentué du climat ne montre pas d'augmentation des éboulements. Quoi qu'il en soit, ce genre d'événement est plutôt rare. Dans le domaine alpin, il n'arrive qu'une fois dans un intervalle d'environ 5-10 ans.
 Environ 230 éboulements plus ou moins bien documentés depuis la fin Pléistocène dans la région alpine ont été analysés. [Voir l'étude (en allemand)] Gruner 2006 - A
Préalpes suisses:
Sur la base de moyennes glissantes sur 10 ans, une corrélation positive hautement significative entre les températures moyennes et le taux de chute de blocs a été identifiée au Schwartzenberg. Ceci signifie que des températures plus élevées provoquent une augmentation de l'activité de chutes de blocs. En revanche, aucune correlation avec les totaux de précipitation n'a été observé. 
 Reconstruction de chutes de blocs entre 1881 et 2000 (250 événements) en utilisant des méthodes de dendromorphologie.
Analyses temporelles de l'activité des chutes de blocs : calcul des taux moyennés de chutes de blocs, tendances de l'activité de chutes de blocs et corrélations de Pearson avec les températures annuelles ou saisonnières moyennes et les totaux de précipitation.
Perret & al. 2006 - A
Alpes suisses :
Environ 800 événements de chutes de blocs ont été évalués sur le flanc nord des Alpes en Suisse au cours des 500 dernières années. Il n'y a pas de corrélation évidente entre les périodes humides respectivement chaudes et une accumulation d'événements de chute de blocs entre 1500 et 1900.
[Voir l'étude (en allemand)] Gruner 2004 - A
Alpes :
Le domaine périglaciaire dans une zone de montagne est généralement subdivisé en zones de pergélisol et de gel saisonnier, principalement en lien avec l’altitude et l’orientation. Entre les deux zones, une zone de pergélisol transitoire peut être définie dans le pergélisol qui a grandi et s’est rétracté à plusieurs reprises en réponse aux changements climatiques au cours de l'Holocène. La zone de pergélisol transitoire est, par conséquent, caractérisée par la présence de cycles de gel-dégel millénaires, ainsi que de cycles de gel-dégel diurnes et annuels. Les cycles de gel-dégel millénaires peuvent également opérer dans la zone de pergélisol à la suite de la fusion et du regel en haut et à la base du corps du pergélisol, bien que leurs effets seraient moins importants que dans la zone de pergélisol transitoire. Pendant le Petit Âge Glaciaire, une grande partie de la zone de pergélisol transitoire a probablement été caractérisée par une phase de gel d'un cycle millénaire. Le réchauffement du 20e siècle fera entrer cette zone dans une phase de dégel.
 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. Le secteur étudié est situé en Haute Engadine, à l’est de la Suisse. La limite inférieure du pergélisol se trouve à environ 2400 m d’altitude en exposition nord et s'élève à environ 3000 m en exposition sud. Matsuoka & al. 1998 - P


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises :
La montagne alpine est affectée par des processus géomorphologiques dont l’évolution est en partie conditionnée par la dégradation du permafrost : écroulements d’ampleur variable, déstabilisation de glaciers rocheux ou apparition de dépressions cryokarstiques. Ces phénomènes, par leur intensité, sont susceptibles d’engendrer des risques pour les territoires. Nous proposons une synthèse des connaissances sur l’état actuel du permafrost de montagne dans les Alpes françaises et sur son évolution récente. Cet état de l’art se base sur des travaux de recherche menés depuis une dizaine d’années et les mesures recueillies dans le cadre de PermaFRANCE, le réseau français d’observation à long terme du permafrost de montagne. L’analyse des données à disposition montre ainsi qu’en paroi rocheuse, à 3800 m d’altitude, la température à 10 m de profondeur est comprise entre -4,5 et -1,5°C selon l’orientation, alors que dans les formations superficielles, à 2800 m d’altitude en orientation nord, elle est proche du point de fusion. Depuis le début de ces mesures en profondeur en 2010, une tendance à l’augmentation de la température est observable, corroborée par d’autres forages alpins. Le régime est influencé par l’enneigement, de façon très nette en formations superficielles et beaucoup plus discrète en paroi, ce que les mesures en surface réalisées depuis 2003 montrent nettement. Cette variabilité interannuelle se combine aux tendances de plus long terme qui sont probablement à l’origine de l’évolution constatée des dynamiques géomorphologiques associées au permafrost alpin : augmentation de la fréquence des processus gravitaires du type chute de bloc et fluctuation des vitesses des glaciers rocheux. La recrudescence probable de phénomènes extrêmes comme les écroulements majeurs ou la déstabilisation de glaciers rocheux dans les prochaines décennies pourrait engendrer des risques nouveaux ou accrus auxquels les territoires devront s’adapter.

Depuis 2005, des efforts importants ont été réalisés pour étudier à la fois l’état thermique du permafrost, reflet du climat actuel et passé de la haute montagne, et les dynamiques géomorphologiques associées. Que ce soit dans les parois rocheuses (Magnin et al., 2015b) ou dans les formations superficielles (Bodin et al., 2009 ; Schoeneich et al., 2014), des forages instrumentés, des mesures thermiques en sub-surface et le suivi de la morphodynamique permettent d’approcher l’état du permafrost dans les Alpes françaises et ses réponses au changement climatique en cours. La majorité de ces travaux sont intégrés dans le réseau français d’observation et de suivi du permafrost PermaFRANCE (Schoeneich et al., 2010), dans des sites répartis entre 44 et 46°N et 2400 m et 4500 m d’altitude.

Mesurer le régime thermique du sol sous la couche active, qui, elle, gèle et dégèle saisonnièrement, est l’unique moyen de connaître l’état du permafrost. Pour cela, des forages, équipés de chaînes de capteurs de température mesurant en continu, fonctionnent depuis 2009 dans trois contextes géologiques et géomorphologiques différents.

- Un forage profond de 100 m a été réalisé en 2010 à 3065 m d’altitude en marge du domaine skiable des Deux-Alpe

- Le sommet de l’Aiguille du Midi est un ensemble de trois pitons granitiques culminant à 3842 m d’altitude. En septembre 2009, trois forages d’une profondeur de 11 m ont été réalisés dans les parois sud (3753 m), nord-ouest (3738 m) et nord-est (3745 m) du Piton Centra

- Deux forages de 15 m de profondeur ont été réalisés en 2009 dans le glacier rocheux de Bellecombe (altitudes : 2700-2750 m), sur le domaine skiable des Deux-Alpes.

 

Bodin & al. 2015- A

Alpes françaises, Arête des Cosmiques :
Cette étude examine l’instabilité, sur les 15 dernières années, de la partie basse de l’Arête des Cosmiques, dans la partie française du massif du Mont-Blanc. Sa vulnérabilité est la conséquence de la présence d’un refuge d’une capacité importante à son sommet (3613m). En 1998, une partie du refuge fut laissé sans support lorsqu’un effondrement de 600m3 se produisit sous sa base. Depuis cette date, des travaux de consolidation ont été mis en place dans cette zone. On observe cependant environ 15 chutes de blocs superficielles qui ont affecté l’arête. A travers une approche multidisciplinaire, cet article analyse le rôle des facteurs cryosphériques dans le déclenchement des chutes de blocs. Une part importante des chutes de blocs qui ont affecté la partie basse de l’arrête des Cosmiques, sur les 15 dernières années, apparaît comme conséquence de la dégradation du permafrost, du renforcement de la perte de volume du glacier, ou de la combinaison de ces deux éléments.

 

Ravanel & al 2013 - A

Monde / Alpes :
Des preuves anecdotiques d’un changement dans la fréquence des grands éboulements rocheux proviennent de plusieurs régions de haute montagne du monde. En fait, ces dernières années ont vu un certain nombre de ruptures de versants remarquables, avec plusieurs événements faisant partie des plus grands mouvements de masse rapides qui ont été observés au cours des derniers siècles. Il faut signaler, plusieurs avalanches de roche et de glace qui se sont produits au cours du XXIe siècle en Alaska et dans l'Ouest du Canada avec des volumes compris entre 10 et 50 millions de mètres cubes. En 2002, par exemple, une avalanche de glace et de roche dans le Caucase russe a attiré beaucoup d'attention en raison de sa taille énorme (> 100 millions de m3), et de la destruction complète qu'elle laissa derrière elle sur une distance de plus de 30 km. De même, dans les Alpes européennes un nombre considérable de grandes ruptures de versant se sont produites à proximité de glace de roche et de glacier dans les années 1990 et 2000, bien que leurs dimensions n’aient pas tout à fait atteint celle de leurs homologues gigantesques dans d'autres parties du monde.
Le point commun à ces ruptures de versants est qu'ils ont tous eu lieu dans des environnements façonnés par la cryosphère, c’est-à-dire les glaciers, le pergélisol et la neige. Les composantes de la cryosphère dans les régions de montagne, et les plus visibles d’entre elles que sont les glaciers, ont subi d'énormes changements dus au réchauffement climatique au cours des dernières décennies. Ces changements peuvent affecter la topographie (perte de masse et recul des glaciers), mais aussi causer des changements dans le régime thermique des roches et des débris congelés en surface et en profondeur. En raison de la sensibilité thermique de la glace, les changements de température jouent un rôle plus important pour la stabilité des pentes dans des environnements de haute montagne que dans les régions de montagne sans glace pérenne en surface et en subsurface. La dégradation du pergélisol peut affecter la stabilité des parois rocheuses alpines abruptes à travers une variété de processus thermo-mécaniques qui ne sont pas encore tous compris en détail. Par exemple, le degré de fracturation et les systèmes de discontinuité influencent l'infiltration et la pression hydrostatique qui résulte de la hauteur verticale de la zone saturée interconnectée. Dans les versants rocheux gelés des régions de haute montagne, l’infiltration de la fonte de la neige et de la glace ou les précipitations liquides pendant les périodes chaudes peuvent affecter la déformation et la stabilité des versants. Des mesures récentes dans les Alpes suisses ont par exemple montré que l'infiltration de la fonte des neiges dans les fractures de la roche gelée représente un transport efficace de chaleur latente qui peut provoquer des processus de dégel du pergélisol et, finalement, à une augmentation de la déformation des versants. Cependant, chaque versant présente une combinaison et une histoire singulières de facteurs contrôlant la stabilité du versant, et c’est leur évolution progressive ou soudaine qui détermine en dernière instance un événement de rupture de versant.

Etudes de cas régionales - Régions de haute montagne des Alpes suisses :
Si l’on analyse les types de roches des ruptures de versant dans les données d'inventaire utilisées ici, on voit que 40% des zones d’éboulement se trouvent dans le granite ou la diorite, 30% dans le gneiss et 20% dans le calcaire, tandis qu'une faible proportion est située dans des roches métamorphiques et des schistes mafiques. Fait intéressant, les ruptures de versant ne sont pas réparties de façon égale en termes d’altitude et de type de roche. Bien que 90% de la zone d'étude soit située entre 2000 et 3000 m d'altitude, seulement 40% des ruptures se sont produites dans cette gamme d'altitude et 60% des ruptures se sont produites à une altitude supérieure à 3000 m d'altitude. De même, les ruptures ne correspondent pas à la répartition des classes de types de roche. Par exemple, proportionnellement plus d’événements ont été observés dans le calcaire et le granite, et proportionnellement moins dans le gneiss. Il est en outre intéressant de noter que les plus grandes ruptures de versants rocheux se sont produites dans le calcaire, suivies par gneiss, tandis que la plupart des petites ruptures ont été documentés dans les zones en granite. Aucune des ruptures ne s’est produite dans les conglomérats, qui n'existent généralement pas non plus à des altitudes > 3000 m. Étant donné que seules les ruptures de versant à une altitude de 2000 m et plus ont été considérées dans cet ensemble de données, il n'est pas surprenant que de nombreux événements aient eu leur origine dans des régions à pergélisol. Alors qu'environ un dixième des événements sont situés en dehors des zones de pergélisol, environ un quart provient de zones de pergélisol continu et froid. La majorité des événements se sont produits dans les zones de transition du socle rocheux gelé au socle non-gelé. Bien qu'il existe des incertitudes considérables liées à la distribution du pergélisol résultant d'effets locaux du flux de chaleur climatique ou en trois dimensions, il est intéressant de noter que le regroupement des éboulements dans la zone de transition correspond à des considérations théoriques appuyées par des expériences de laboratoire et des considérations théoriques qui concernent les secteurs de pergélisol chaud (avec des températures juste au-dessous de 0°C) comme particulièrement sujettes à une modification des conditions de la stabilité des pentes .

Monde / Alpes : Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne.
Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. L’accent traditionnellement mis sur les aspects géologiques et géomorphologiques des mouvements de terrain, les effets de retard par rapport au changement climatique contemporain (par exemple les effets de décompression ou les changements décalés dans le régime thermique du sous-sol) et la difficulté générale de la détection des changements dans les mouvements de terrain et leur relation avec le changement climatique, peuvent-être des raisons qui ont quelque peu empêché un démarrage plus précoce de la recherche dans ce domaine. Une étude récente a ainsi décrit un modèle conceptuel de la façon dont la détection et l'attribution du changement climatique pourraient être abordés dans la recherche sur les mouvements de terrain, et a distingué cinq méthodes : (1) l'analyse des inventaires d’événements, (2) des données sur les dommages et les pertes, (3) des cas études, (4) l'identification des facteurs de causalité et de déclenchement, et (5) le développement de modèles de processus simulant des chaînes d'impacts du changement climatique. Le présent article présente les résultats pour l'une de ces cinq méthodes de détection de changements dans les éboulements, en regardant les différentes études publiées sur la base des inventaires d'événements d’éboulements rocheux dans les Alpes au cours du XXe et du début du XXIe siècle. Ainsi, les auteurs analysent les études sur deux échelles spatiales (locale et régionale) et évaluent s'il existe des tendances dans ces séries de données, et le cas échéant, si ces tendances sont cohérentes aux différentes échelles spatiales.

Etudes de cas régionales : L'étude régionale est basée sur un inventaire des 52 éboulements rocheux qui se sont produits entre 1900 et 2010 dans les régions de haute montagne de la Suisse et les régions frontalières avec l'Italie et la France. Le jeu de données a été développée et étendu au cours des années récentes et est basé sur des publications scientifiques, des articles de journaux, des observations de terrain et des commentaires et observations personnelles, et est maintenant exploitée par le Réseau de surveillance du pergélisol suisse (PERMOS). Seuls les éboulements rocheux importants avec des volumes de plus de 1000 m3 et avec une zone de rupture à une altitude supérieure à 2000 m (c'est à dire, au-dessus de la limite des arbres) ont été pris en compte pour cette étude (l'inventaire des PERMOS comprend au total > 150 événements, mais ici seuls les événements pour lesquels des estimations de volume ont pu être faites sont utilisés). Le jeu de données utilisé ici représente certainement un nombre minimal d’éboulements rocheux, comme tous les éboulements rocheux qui se sont produits dans la nature n’ont pas été observés et documentés. Cela est particulièrement vrai pour les périodes antérieures du XXe siècle et pour les zones les plus reculées des Alpes. L'intérêt récemment accru à la fois scientifique et médiatique pour la relation entre le changement climatique et la stabilité des pentes, et l’avancée des technologies de surveillance, ont conduit à une activité accrue de documentation.

Huggel & al. 2012 - A

Autriche :
En ce qui concerne l'échelle décennale ou annuelle, il n’y a pas de lien clair entre l'augmentation des chutes de pierres et les périodes plus chaudes. Au mieux, il y a une tendance vers des nombres de chutes de pierres élevés au cours des années froides, surtout après des hivers froids. Sur la base de mesures de déformation des roches, Gruner (2004) attribue ce phénomène à l'élargissement des joints par temps froid. Krähenbühl (2004) suppose également que les fluctuations de la température annuelle, particulièrement les températures au cœur de l’hiver, sont le facteur le plus important de la déstabilisation de la roche. Sass (2005) a également constaté que les taux de chute de débris sont corrélés avec les températures froides de l'hiver plutôt qu'avec d'autres déclencheurs météorologiques comme l'activité de gel-dégel. La répartition intra-annuelle n'est pas affectée par les lacunes de la base de données car il n'y a aucune raison raisonnable de supposer que les chutes de pierres dans une saison devraient être moins documentées que dans d'autres. Un maximum de chutes de pierres a été au printemps, ce qui coïncide avec les résultats dendroécologiques de Perret et al. (2006) et Schneuwly et Stoffel (2008). Gruner (2004, 2008) ont trouvé des résultats similaires en Suisse et expliquent le pic du printemps par la contraction du substratum rocheux en hiver suivie d'une pression hydrostatique accrue.

Pour les périodes les plus chaudes comme les dernières décennies, un changement dans la distribution du pourcentage des chutes de pierres dans les mois d'été (et donc, une répartition mensuelle mieux distribuée) a été noté. Les auteurs soulignant que ce changement n'est pas affecté par les faiblesses susmentionnées de la base de données. Gruner (2004) attribue ce phénomène à l'augmentation des fréquences des événements de précipitations extrêmes en raison du réchauffement climatique (IPCC, 2007 ; Wild et al., 2008). Cependant, comme les projections de changement de précipitations pour l'Autriche et l'ensemble de la région alpine sont encore très incertaines (par exemple Heinrich et Gobiet, 2011), des conclusions prématurées doivent être évitées. Selon Fürst et al. (2008), les tendances globales des précipitations pour l'Autriche sont très faibles et statistiquement non significatives, avec des tendances hétérogènes tant à pour l’échelle saisonnière que spatiale. Rudel (2008 ) souligne que pour les derniers 50 ans en Autriche, aucune augmentation des épisodes de précipitations extrêmes n’a été observée. Ainsi, les auteurs attribuent le décalage de la distribution temporelle plutôt à une diminution du nombre d’événements au printemps plutôt qu'à une augmentation en été.

L'étude est fondée sur la base de données fournie par la Commission géologique autrichienne, qui dresse la liste des mouvements de masse d’intérêt public et leur couverture médiatique, et qui comprend également les grands événements historiques des archives. Les données sont accessibles gratuitement sur Internet comme une application GeoMap ("Massenbewegungen online"). Le jeu de données est incomplet parce que la collecte des données dans le passé n’était pas systématique. Il est supposé qu’une exhaustivité raisonnable n'a pas été atteinte jusqu'à la dernière décennie, au cours de laquelle la disponibilité des journaux et des rapports sur Internet a fortement augmenté. Un biais dans la répartition à long terme doit être pris en considération. Grâce à l'expérience des personnes en charge à la Commission géologique, de plus en plus d'informations concernant les mouvements de masse (journaux locaux, rapports administratifs, thèses, etc.) ont été mis en ligne au cours des dernières décennies. En outre, les zones de peuplement permanent et les infrastructures dans les Alpes sont en constante augmentation, ce qui implique un nombre croissant de rapports de dommages. Enfin, les risques naturels et les mesures de protection sont devenus très importants dans l'agenda politique, ce qui implique de plus en plus les rapports des médias. Une quantification précise de ce nombre croissant de rapports n'est pas possible, cependant, l'augmentation générale des informations est incontestable. Sass & Oberlechner 2012 - A
Alpes françaises du Nord – Massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie) :
L’étude des écroulements actuels a révélé entre 22 et 72 événements qui se sont produits chaque été entre 2007 et 2009 – et une trentaine d’événements non encore analysés répertoriés pour 2010. Là encore, on observe une étroite correspondance entre l’occurrence de ces écroulements et les périodes chaudes (par exemple entre le 10 août et début septembre en 2009, et pendant les trois premières semaines de juillet 2010). En outre, l’exploitation de l’imagerie satellitaire (SPOT) de l’été 2003 a permis de relever 182 écroulements sur l’ensemble du massif dont 152 situés dans le secteur couvert par le réseau d’observateurs, c’est-à-dire deux fois plus qu’au cours de l’année 2009 très active. Bien que la série d’observation soit assez courte, on retrouve donc pour un pas de temps beaucoup plus court la relation mise en évidence sur les derniers 150 ans entre l’occurrence des écroulements en haute montagne et les conditions climato-météorologiques dans lesquelles ils s’inscrivent.
L’approche sur photographies est complétée par un réseau d’observateurs constitué de guides et de gardiens de refuges, mis en place depuis 2005 en collaboration avec les collègues valdôtains dans le cadre du projet Alcotra PERMAdataROC et qui se poursuit dans le cadre du projet Espace Alpin PermaNET. L’intérêt d’un tel réseau d’observation provient de son caractère systématique et repose évidemment sur sa pérennité. Ce réseau est pleinement fonctionnel depuis 2007 sur les versants français (chamoniard) et italien du massif du Mont Blanc. Par ailleurs, ces observations sur ces pas de temps séculaire et annuel sont complétées par des relevés par laserscanning effectués dans l’ensemble du massif avec une périodicité annuelle sur une douzaine de parois type dont certaines sont équipées de capteurs de température de la roche. Deline 2011 - P
Alpes françaises du Nord – Département de la Savoie :
En Savoie, parmi les évolutions constatées par les services du département traduisant de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés, on note une recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver (70 évènements sur l’année en 2009, 70 évènements à mai 2010).
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 écroulements rocheux sont dangereux pour les activités montagnardes dans les Alpes et les infrastructures comme les téléphériques, les chemins de fer et les routes de montagne, ou les stations de ski. Les grands écroulements peuvent menacer les habitants de la vallée, même éloignés de la zone où ils se déclenchent. La dégradation du permafrost des parois rocheuses due au climat est probablement une des principales causes de déclenchement des écroulements actuels et futurs comme le suggère la glace massive qui a été observée dans plusieurs zones de départ, et l’augmentation > 1°C de la température moyenne annuelle de l’air dans les Alpes au cours du XXe siècle, qui s’est accélérée depuis les années 1980
.
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. Mair & al. 2011 - R PermaNET

Alpes (haute montagne) :
Il est bien connu que l'évolution des glaciers alpins et le climat sont étroitement liés. La relation entre climat et éboulements dans les parois rocheuses de haute montagne n'est pas si clairement comprise, même si les chutes de pierres peuvent avoir de forts impacts sur les populations, les infrastructures et le paysage. Cette méconnaissance s'explique en partie par un manque de données sur les chutes de pierres, tandis que l'analyse en retour sur les événements passés est fondamentale pour évaluer le rôle de la dégradation du pergélisol en paroi rocheuse, la sismicité et la décompression post-glaciaire dans le déclenchement de chutes de pierres en haute montagne – alors que la structure géologique rend la paroi rocheuse plus ou moins sujette aux chutes de pierres.

Le terme « permafrost » désigne n'importe quel matériau du sous-sol à 0 ° C ou moins pendant au moins deux ans. En paroi, de la glace peut se former ou fondre dans les fentes, selon l’évolution de la température de l'air. Parce que la résistance de la glace diminue lorsque sa température augmente, surtout à l'approche du point de fusion, la stabilité des parois rocheuses peut diminuer par trois processus, avec des conséquences différentes en termes de volume et de fréquence : (i) la formation d'une couche active (i.e. couche superficielle avec des températures positives au cours de chaque saison estivale) par conduction thermique, (ii) l'approfondissement de la couche active au cours d'une saison ou plusieurs années, par conduction thermique, (iii) dégel en profondeur dans la matrice de fente par advection de chaleur (apport de chaleur par les eaux de percolation) - qui peut être retardée pendant des décennies, des siècles, voire des millénaires. [voir références dans l'étude]

  Ravanel & Deline 2011 - A
Monde :
Pour étudier les effets à court terme des augmentations de température anormalement élevées sur la stabilité des pentes en haute montagne, cette étude décrit plusieurs grands éboulements rocheux et de glace qui se sont produits ces dernières années en Alaska, en Nouvelle-Zélande et dans les Alpes européennes et analyse les conditions météorologiques dans le jours et les semaines avant les ruptures. Bien qu'aucun motif général n’ait été trouvé dans l’évolution de la température, toutes les ruptures ont été précédées par des périodes anormalement chaudes, certaines se sont produites immédiatement après que la température ait soudainement baissé jusqu’à 0°C. Les chaleurs extrêmes peuvent provoquer des grands mouvements de terrain dans les environnements de haute montagne sensibles à la température en augmentant la production d'eau par fonte de la neige et de la glace, et par le dégel rapide. Toutefois, aucune conclusion ne peut être faite pour le moment sur les impacts des événements climatiques extrêmes sur la stabilité des pentes en haute montagne parce que la recherche sur ce sujet n'est pas très avancée et que la stabilité des pentes de haute montagne est contrôlée non seulement par les conditions thermiques, mais aussi, et en particulier, par la géologie, la topographie et l'hydrologie, qui sont toutes fortement interconnectées. En outre, d'autres paramètres climatiques, tels que le rayonnement, sont importants dans les topographies complexes de haute montagne, et peuvent jouer un rôle dans le déclenchement des ruptures de versant.
Les auteurs ont examiné les conditions météorologiques qui ont mené à plusieurs gros éboulements rocheux et avalanches de glace et se sont concentré sur l’historique de la température de l’air au cours des jours et des semaines avant la rupture. L’évolution à long terme des températures de surface du sol, des névés ou de la glace ainsi que la géologie et la topographie ont également été prises en considération, mais ne sont pas l'objet principal de l'article. Pour analyser les conditions météorologiques et climatiques de chacune des études de cas, les périodes de référence utilisées varient en fonction des données climatiques disponibles. Huggel & al. 2010 - A
Alpes françaises – Massif du Mont-Blanc :
Les chutes de blocs, comme la plupart des instabilités de versants rocheux, sont généralement liées à des fractures existantes, le long desquelles une masse rocheuse est déstabilisée par un facteur déclenchant. Différents éléments mettent en évidence la dégradation du pergélisol comme l'un des principaux facteurs de déclenchement des chutes de blocs actuelles dans les zones de haute montagne. La plupart des zones de départ des chutes de blocs observées dans le massif du Mont-Blanc en 2007 et 2008 sont situés dans les zones de pergélisol chaud, qui sont les plus sensibles au réchauffement. Seuls quatre événements (6%) sont nettement en dehors de la zone de pergélisol. Les 41 événements (61%) qui se sont produits où la présence de pergélisol est probable pourraient être liés à la dégradation du pergélisol (formation et/ou épaississement de la couche active, c.a.d. la couche supérieure du pergélisol qui dégèle en été, ou réchauffement en profondeur). Les études historiques qui sont actuellement développés appuient cette conclusion. Elles font remarquer une nette évolution avec une forte corrélation entre les occurrences de chutes de blocs et les périodes les plus chaudes au cours des 150 dernières années. Il est à noter que les années 2007 et 2008 présentent respectivement les septièmes et huitièmes températures moyennes annuelles les plus élevées à Chamonix depuis un siècle et probablement depuis au moins 500 ans. Environ 90% des événements ont eu lieu pendant l'été, c'est à dire, la période la plus chaude de l'année. La présence de glace massive a d'ailleurs été observée sur environ 12 cicatrices. Cette observation corrobore largement le dégel des fractures remplies de glace (et la réduction ou la perte de cohésion ou d’adhérence entre la glace et la roche). En outre, de nombreux événements se sont produits sur des crêtes et des éperons, probablement en raison de dégel plus rapide dans ces géométries. Deux des trois principaux événements, la Tour des Grandes Jorasses et les événements de Tré-la-Tête, ont eu lieu en septembre, c'est à dire lorsque la couche active est presque la plus profonde. Le paramètre «pergélisol» pourrait aussi expliquer le développement des éboulements dans les faces nord froides et jugées stables.
Pour documenter les chutes de blocs actuelles, un réseau d'observateurs (guides, alpinistes, et les gardiens de cabanes) a été mis en place dans le massif du Mont-Blanc en 2005 et est devenu pleinement opérationnel en 2007. Cet article présente des données sur les 66 éboulements et chutes de blocs (100 m3 ≤ V ≤ 50.000 m3) documentés en 2007 (n = 41) et 2008 (n = 25). La présence éventuelle du permafrost est estimée à partir d'un modèle approximatif des températures moyennes annuelles de surface au sol (MAGST) du massif calculées à l'aide d'un modèle de bilan d'énergie (TEBAL) pour la période 1982-2002. Ravanel & al. 2010 - A

Alpes françaises – Réseau PermaFRANCE :
Suivi par LiDAR de parois rocheuses dans le massif du Mont Blanc : 69 écroulements (V > 100 m3), éboulements et chutes de blocs, d’un volume de 1 à 426 m3, ont été identifiés depuis 2005 grâce aux relevés TLS. Leur distribution suggère que la morphodynamique de parois dépend de facteurs géologiques, topoclimatiques et de l’évolution de la couverture glaciaire. Hormis 11 événements de faible volume qui se sont produits peu au-dessus de 4000 m (face NW de l’Aiguille Blanche de Peuterey, face SE des Piliers du Frêney, face S du Grand Pilier d’Angle), aucun mouvement de masse d’un volume > 100 m3 n’a été observé au-dessus de 3670 m. Les parois rocheuses de très haute altitude, où règne un permafrost froid, sont donc très stables, alors qu’en-dessous de 3800 m, une dégradation du permafrost semble probable, et les parois sont plus ou moins affectées par des mouvements de type éboulements/écroulements, selon la structure géologique et la couverture glaciaire. Parmi les événements les plus importants, ceux qui ont affecté un éperon compact de la Tour Ronde entre 2005 et 2006 (volume: 382 + 154 m3) pourraient résulter d’une dégradation du permafrost (approfondissement de la couche active). Par contre, les détachements au Petit Dru pendant la même période sont probablement dus au réajustement mécanique consécutif au grand écroulement de juin 2005 (Deline et al., 2008).

Recensement des écroulements dans le massif du Mont Blanc : 45 écroulements ont été signalés en 2007, 21 en 2008 et 72 en 2009. Dans la zone du massif couverte par le réseau d’observateurs, 152 éboulements se sont produits en 2003 (sur un total de 182 pour l’ensemble du massif), principalement pendant la période la plus chaude de l’été (Ravanel et al., 2010c). Le volume des écroulements varie entre 100 et 50 000 m3. Leur analyse suggère que la plupart des écroulements est probablement liée à une dégradation du permafrost, du fait de l’approfondissement de la couche active. La plupart des zones de détachement sont situées en zones de permafrost “chaud”, qui sont les plus sensibles au réchauffement. De la glace massive a par ailleurs été observée dans plusieurs niches d’arrachement, soulignant le rôle probable de la glace remplissant les fissures de la roche. De plus, la diminution de la couverture de glace ou de neige sur de nombreux versants a probablement été la cause de petits événements (détachements mécaniques, formation d’une couche active).

Les conditions de permafrost semblent donc bien devenir un facteur explicatif de plus en plus important pour comprendre comment le réchauffement influence l’instabilité des parois rocheuses et, par-là, les risques naturels en régions de montagne.

Suivi par LiDAR de parois rocheuses dans le massif du Mont Blanc : Un suivi par balayage laser terrestre (TLS) a été commencé en juin 2005 dans le massif du Mont Blanc. L’accès aux sites se fait par hélicoptère ou téléphérique. Les données sont traitées en vue d’obtenir pour chacune des parois rocheuses un model 3D à haute résolution (Ravanel et Deline, 2006). Une comparaison diachronique de ces modèles permet de cartographier les changements topographiques de chaque paroi rocheuse entre deux relevés, et de calculer les volumes rocheux détachés (Rabatel et al., 2008; Ravanel et al., 2010b).

Recensement des écroulements dans le massif du Mont Blanc : Un réseau d’observateurs (guides, gardiens de cabanes, alpinistes) a été constitué en 2005, afin de documenter les écroulements actuels. Il est entièrement opérationnel depuis 2007. Pour chaque écroulement ou dépôt observé, un formulaire est rempli avec ses caractéristiques. Les données sont vérifiées et complétées chaque automne sur le terrain. Les paramètres des éboulements sont ensuite extraits par différentes méthodes (Ravanel et al., 2010a). L’altitude des niches d’arrachement, la pente et les caractéristiques micro-topographiques des parois affectées sont calculées à partir d’un MNT à 10 ou 50 m. Les volumes sont calculés à partir de l’estimation de la surface du dépôt et de son épaisseur, ou à partir de mesures effectuées au télémètre laser. Finalement, la probabilité de présence de permafrost est déterminée à partir d’un modèle de distribution de la température moyenne annuelle de surface.

Schoeneich & al. 2010 - R: PermaFRANCE

Monde :
Les études passées n'ont fourni que des preuves qualitatives de la relation générale pluie - chutes de blocs, et aucun modèle quantitatif n'a été développé, ce qui est pourtant crucial pour la prédiction de cet aléa spécifique. Plusieurs auteurs ont défendu l'idée que l'écart élevé des taux de retrait des parois rocheuses rencontrés dans différentes études est causé par le fait que différents processus générateurs d'éboulement ont été considérés. Luckman (1976) a distingué les facteurs géologiques qui influencent initialement le type, la distribution spatiale et l'intensité de l'activité des chutes de blocs, et les facteurs climatiques qui finallement contrôlent leurs mécanismes de déclenchement. Un concept similaire est utilisé par Dorren (2003), qui distingue les facteurs de prédisposition des facteurs qui contrôlent le déclenchement effectif des chutes de pierre.

Face Nord de Reintal (Alpes bavaroises) :
Deux types de facteurs déclenchants exercent une influence significative sur l'activité de l'éboulisation : les épisodes de pluie intense et les conditions de gel-dégel avec saturation en humidité, en particulier en combinaison avec le rayonnement solaire direct pendant le jour. Dans le dernier cas, les auteurs ont mesuré une augmentation de l'activité des chutes de blocs [en g/(m²h)] de 2 à 218 fois comparée à des conditions sèches sans gel (conditions de référence). Durant les épisodes orageux excédant un seuil de 9–13mm/h, l'intensité des chutes de blocs a atteint des valeurs de 0,68 kg/(m²h) à 300 kg/(m²h) dans tous les collecteurs. L'augmentation de la réponse des chutes de blocs à la pluie est strictement confinée dans une fenêtre temporelle de moins d'une heure de ruissellement de surface sur la paroi rocheuse. Comparés aux valeurs des situations de chutes de blocs sans déclencheur météorologique, les éboulements "secondaires" ont produit une augmentation de l'intensité horaire des chutes de blocs de 56 mille à 40 millions de fois, et les dépôts ont ainsi dépassé de 0,5 à 50 fois les quantité habituelles de blocs tombant pendant une année entière sans épisode pluvieux intense.

Les auteurs ont obtenu trois modèles logistiques non-linéaires de croissance reliant l'intensité des chutes de blocs [g/(m²h)] à l'intensité de la pluie [mm/h], avec des corrélations de R²=0,89 à 0,99. Ainsi, l'occurrence de plus de 90% des chutes de blocs observées est expliquée par l'intensité de la pluie comme facteur déclenchant. Une combinaison de modèles de réponse des chutes de blocs et de prévision des cellules orageuses à l'aide de radars météorologiques pourrait ainsi être utilisée pour anticiper les événements dangeureux de chutes de blocs, et aider à réduire l'exposition des structures individuelles et mobiles (e.g. funiculaire) à cet aléa.

Monde : Revue bibliographique

Face Nord de Reintal (Alpes bavaroises) :
Entre 1999–2003, les chutes de blocs ont été mesurées en continu sur douze collecteurs installés sur huit talus d'éboulis au pied d'une paroi rocheuse de 400-600m de haut. Un total de plus de 140 000 kg de dépôts de chutes de blocs de faible magnitude a été mesuré. Les précipitations ont été évaluées à partir de pluviomètres et de radars météorologiques à haute résolution. La combinason des mesures à haute résolution temporelle et d'observation directes a permis de relier l'intensité des chutes de blocs à certains facteurs déclenchants tels que les pluies orageuses ou les conditions de gel-dégel intense.

Contrairement aux études antérieures, cette étude relie l'activité des chutes de blocs à l'intensité horaire et sur 30 mn de la pluie. Les auteurs ont obtenu trois modèles logistiques non-linéaires de croissance reliant l'intensité des chutes de blocs [g/(m²h)] à l'intensité de la pluie [mm/h]. Ces modèles prennent en compte différents volumes de stockage intermédiaire, différents seuils de déclenchement et différentes modalités d'épuisement du stockage.

Krautblatter & Moser 2009 - A

Alpes :
Le retrait des glaciers engendre une décompression des versants des cirques et vallées glaciaires, du fait de la variation des tensions internes dans la roche : le relâchement des contraintes à proximité des parois entraîne une détente capable d’ouvrir des fissures et donc de déstabiliser des volumes rocheux par appel au vide. Des écroulements rocheux peuvent alors se développer comme à l’Alp Bärreg, au front du glacier inférieur de Grindelwald, où un volume de c.2 millions de m3 s’est affaissé à partir de juin 2006, une petite partie de cette masse (169 000 m3) s’écroulant en juillet 2006
.

Le permafrost correspond à un terrain dont la température reste négative pendant au moins deux années consécutives. Il peut s’agir de roches, de formations superficielles ou de sols, avec présence ou non de glace. 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 écroulements rocheux.

Un écroulement rocheux correspond à la chute soudaine d’une masse de roches cohérentes d’un volume supérieur à 100 m3 depuis une paroi rocheuse raide, qui se fragmente en débris hétérométriques au cours de son déplacement. Ces dernières années, de grands écroulements rocheux ont affecté de nombreux massifs de montagne en haute altitude [cf. Fréquence des éboulements]. Si ces exemples illustrent la vigueur de ces phénomènes, ils ne permettent pas d’affirmer que leur fréquence est aujourd’hui plus élevée. Néanmoins, un été tel que celui de 2003, avec un minimum de 135 éboulements et écroulements recensées pour le seul massif du Mont-Blanc, suggère une augmentation de cette fréquence. Déclenchés en l’absence de précipitations et sans séismes notables, ces écroulements de l’été 2003 semblent liés à la dégradation du permafrost. Sur les pics, arêtes et sommets, la dégradation du permafrost est d’autant plus rapide et plus intense que la conduction de chaleur se fait depuis les différentes faces. La conduction et l’advection sont les deux types de transfert de chaleur à l’origine des modifications de l’état thermique des parois rocheuses, ce qui entraîne la dégradation de leurs joints de glace. La conduction contrôle la couche active du permafrost (i.e. sa partie superficielle soumise au dégel estival), dont l’approfondissement certaines années pourrait en partie expliquer les plus petits écroulements en haute montagne. L’advection thermique liée à la circulation de l’eau dans les fractures de la roche favorise la fusion de joints de glace en profondeur, qui peut déstabiliser des volumes rocheux très importants. [voir références dans l'étude]

  Ravanel 2009 - A
Alpes suisses :
Pour les volumes d'éboulements potentiels de taille petite et moyenne, les mesures montrent que les fentes et les fissures dans les masses rocheuses s’ouvrent en permanence pendant les périodes froides, à la suite des contractions de la roche, alors qu'ils stagnent voire diminuent pendant les périodes de réchauffement. Ce processus cyclique entraîne une destruction des ponts rocheux, à une augmentation de la profondeur des fissures et une déstabilisation des masses rocheuses. L’essentiel du mouvement se produit donc pendant la saison froide. La fonte des neiges et les premières fortes précipitations printanières provoquent une augmentation de la pression d'eau dans le système de fissures, ce qui peut déclencher un éboulement. Des alternances fréquentes de gel et de dégel peuvent accélérer le processus. Les précipitations intenses, voire extrêmes pendant les périodes chaudes comme en août 2005 n'ont pas entraîné une augmentation des mouvements sur la plupart des points de mesure. Ce comportement peut expliquer pourquoi ces processus de chutes de pierres sont plus fréquents pendant les saisons froides et au printemps que pendant les saisons chaudes. Cette conclusion correspond également aux résultats dendrochronologiques sur des troncs d'arbres, localisés sur un versant alpin en Valais, où il pourrait être prouvé que les chutes de pierres se sont produites presque exclusivement pendant la phase de croissance hivernale des arbres (entre octobre et fin mai) et n’ont pas du tout été influencées par les orages d'été. Par ailleurs, les mesures de déformation prises sur de plus grandes portions de roche avec une rétention des eaux de ruissellement (où une forte pression hydrostatique peut s'accumuler) montrent, alors qu'ils sont plutôt "insensibles au refroidissement ", également des signes clairs de mouvements en raison de fortes pluies et/ou de précipitations longues et continues.
Les influences climatiques et météorologiques historiquement documentées sur le déclenchement et les processus mécaniques des chutes de blocs et des éboulements sont abordés d'un point de vue de mécanique des roches. Grâce à des mesures automatiques précises de déformation dans différents domaines rocheux, les mécanismes de déstabilisation et de décomposition des masses rocheuses peuvent être identifiés et mis en corrélation avec les données météorologiques. Gruner 2008 - P
Alpes françaises, face ouest des Drus :
Cet article étudie les écroulements qui ont affecté l’emblématique face ouest des Drus (massif du Mont-Blanc, France) depuis la fin du petit âge glaciaire. Le grand attrait touristique de cette paroi subverticale, d’un commandement de 1 000 m et qui culmine à 3 754 m, a engendré une iconographie abondante, permettant de comparer des photographies. Leur interprétation, complétée par des témoignages historiques et par une topométrie à l’aide d’un LiDAR terrestre, fonde une reconstitution de l’évolution de l’instabilité de la face ouest des Drus au cours des cent cinquante dernières années. Huit écroulements rocheux ont ainsi affecté cette face entre 1905 et 2005, avec un volume total écroulé de 335 000 ± 15 000 m3. Leur enchaînement a produit l’érosion régressive du pilier Bonatti (hauteur excédant 500 m), qui s’est accélérée à partir de 1950 avec des volumes et une fréquence croissants jusqu’à la disparition complète du pilier lors de l’écroulement de juin 2005 (volume supérieur à 250 000 m3). Cette reconstitution de l’évolution morphodynamique récente de la face ouest des Drus donne lieu à une discussion sur les facteurs déclenchant ces écroulements.
  Ravanel & Deline 2008 - A
Alpes suisses et autrichiennes :
Au cours de la dernière décennie, un nombre croissant d'études ont suivi et quantifié le comportement au fluage de glaciers rocheux dans les Alpes et ont observé une augmentation des déplacements en surface depuis les années 1990 [voir détails et références dans l'étude]. Dans ce contexte, il est décrit que les glaciers rocheux alpins présentent un comportement plutôt synchrone et réagissent sensiblement à l'augmentation récente de la température.
Les vitesses horizontales accélérées, ainsi que les processus de glissement, influencent fortement la stabilité du front des glaciers rocheux. Une augmentation de l'activité des chutes de blocs (fréquence et magnitude) a ainsi été reconnue au front de plusieurs glaciers rocheux.
L'analyse du développement observé des fissures indique que les taux de contrainte ont augmenté de manière significative. Il n'est pas clair si cette formation est un processus graduel (comme indiqué par la croissance lente de la plupart des fissures) ou lié au dépassement soudain d'un seuil (comme l’indique l'accélération de la formation de fissures dans les années 1990). De plus, cette évolution peut différer entre les différents glaciers rocheux.
La déstabilisation des glaciers rocheux actifs est indiquée par des changements dans leur cinématique, leur géométrie et leur topographie. Ces phénomènes sont étudiés qualitativement sur le terrain et par l'interprétation de photographies terrestres et aériennes. Les vitesses horizontales, les taux d’avancée du front des glaciers rocheux, ainsi que le développement et la profondeur des fissures, sont évalués et quantifiés par l'utilisation d’othophotos numériques et par des mesures GPS différentiel sur le terrain. En outre, la technique de télédétection InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) a récemment été appliquée pour détecter les changements de relief. Une fois les déstabilisations détectées, les glaciers rocheux ont été suivis régulièrement et monitorés. Roer & al. 2008 - P
Alpes :
Les instabilités dans les pentes rocheuses sont généralement liées à l’existence de fractures le long desquelles une masse de rocher est déstabilisée par un événement déclencheur. Des fractures dans des rochers gelés en permanence contiennent probablement de la glace et vont probablement expérimentés des changements importants lors de la fonte de celle-ci. Cinq processus physiques peuvent liés le réchauffement des permafrosts et la déstabilisation de falaises rocheuses en altérant les conditions de fracturation : (1) perte de liaison (2) ségrégation de la glace (3) volume d’expansion (4) pression hydrostatique et (5) réduction de la force de cisaillement.

Immédiatement après la disparition de faces englacées ou de glaciers suspendus, une couche active initiale se développe dans les roches exposées. De nombreuses chutes de rochers depuis des surfaces pentues récemment déglacées [Fischer et al., 2006] peuvent être attribuées à cette cause. Une augmentation lente de la température ou un été particulièrement chaud peuvent dégrader les permafrosts juste en dessous de la couche active. L’activité des chutes de rochers pendant l’été 2003 dans les Alpes est interprétée comme une conséquence de l’épaississement de la couche active.


Des événements importants [comme ceux détaillées dans Dramis et al., 1995; Deline, 2001] avec des surfaces de détachement correspondante plus profondes sont causés par des réactions lentes des températures sous la surface à des changements des conditions et des températures de surface. Des événements peuvent progresser d’une manière rétroactive, où des chutes de rochers induites par de la fonte exposent des surfaces nouvelles qui sont sujettes à de nouvelles conditions de température. Des circulations d’eau et la fonte correspondante le long des fractures mènent à une fonte plus profonde et plus rapide et aussi à des événements plus larges qui suggèrent une relation magnitude/délai basée sur la supposition que les diffusions de chaleur dominent.


L’interprétation d’événements en terme de mécanismes de déclenchement est délicate par de nombreux aspects. La temporalité exacte, la topographie initiale et les propriétés de la roche sont habituellement difficiles à reconstruire et la distribution des températures peut seulement être modélisée. A partir de ceci et de la variété de processus qui peuvent liés la fonte et la déstabilisation, plus d’une hypothèse sur les conditions qui ont amenées à la rupture peuvent être proposées.
Revue bibliographique et interprétation des causes de déclenchement. Gruber & Haeberli 2007 - A
Massifs subalpins français :
Aucune corrélation significative n'apparaît entre les chutes de blocs et les précipitations. En revanche, une corrélation significative apparaît entre les chutes de blocs et les cycles gel-dégel : la fréquence des chutes de blocs est environ 2.5 fois plus élevée les jours avec alternance gel-dégel que les jours sans.
Une analyse statistique de l'influence des facteurs climatiques sur 46 chutes de blocs s'étant produites entre 1970 et 2004, à des altitudes comprises entre 200 et 1600 m et avec des volumes compris entre 10 et 30 000 m3, a été menée. Hantz 2007 - C1
Alpes :
Les falaises de haute altitude connaissent de nombreux phénomènes d'instabilité gravitaire : éboulements de quelques dizaines de m3, avec par exemple une très haute fréquence dans le massif du Mont Blanc lors de l'été 2003 ; écroulements dont les volumes sont variables, de quelques milliers de m3 comme à la Tour des Grandes Jorasses en mai 2002, à plusieurs centaines de milliers de m3 comme aux Drus en juin 2005, voire à plusieurs millions de m3 comme à la Punta Thurwieser (Valtellina, Italie) le 18/09/2004. Le volume rocheux écroulé (environ 2,5 m3) a parcouru des distances horizontale et verticale de 2500 et 1400 m.
  Deline 2006 - P
Alpes italiennes :
Au cours des deux dernières décennies, de nouvelles zones de détachement de chutes de blocs se sont développées dans la zone du Monte Rosa. Les zones de départ des chutes de blocs sont localisé dans la falaise très abrupte au dessus de 3500m asl et sont distribuées sur toute la face Est du Mont Rose. Ceci indique une stabilité réduite des socles rocheux et montre que l’activité des chutes de blocs est non seulement affecté par les cycles gel/dégel, mais également par les changements des conditions dans les glaciers, les permafrosts et les socles rocheux 

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. La comparaison des changements de longueur du glacier avec les zones de départ des chutes de blocs montre que de nombreuses chutes de blocs surviennent des zones récemment déglacées de la face Est du Mont Rose. 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.
Les zones de détachement ont été détectées et analysées à partir de la combinaison d’observations visuelles journalières pendant le travail sur le terrain (été 2003 et 2004), de la photogrammétrie et des photos obliques. Des zones de détachement, des chenaux de transfert et la fréquence des mouvements gravitationnels ont été observés et enregistrés pendant le travail sur le terrain. Les zones de détachement ont été classifiées en deux groupes, celles liées aux chutes de séracs et celles liées aux chutes de blocs/laves torrentielles. Les caractéristiques géologiques de la face Est du Mont Rose ont été analysées pendant la campagne de terrain et une carte géologique a été élaborée. Fischer & al. 2006 - A
Massifs subalpins français (Vercors et Chartreuse) :
Les facteurs de déclenchements des chutes de pierres ont été analysés dans ce secteur d’étude sur la base d’un inventaire comportant 46 événements qui se sont produits entre 1970 et 2004 et dont la date d’occurrence est connue. Une bonne corrélation a été obtenue avec les cycles de gel-dégel, une légère corrélation avec les précipitations et aucune corrélation avec les séismes. Ceci suggère que la mise en pression par la glace pourrait être le principal processus physique menant à la rupture en provoquant la propagation des microfractures.
Les chutes de pierres sont plus fréquentes en Décembre, Janvier et Février. Ces mois sont les plus froids de l'année, mais la température moyenne maximale quotidienne est toujours positive dans la plupart des sites de rupture. Cela signifie que les variations de température autour du point de congélation sont fréquentes pendant cette période. Les données montrent une corrélation significative entre les éboulements et les cycles de gel-dégel. Une bonne corrélation est également obtenue avec le gel (pas nécessairement les gel-dégel). La distribution présente un second maximum en Avril, qui est le mois où la fonte des neiges est la plus intense entre 1000 et 2000 m d'altitude.
L'analyse des facteurs de déclenchement permet de proposer des processus de rupture possibles pour les chutes de pierres observées. La bonne corrélation entre les chutes de pierres et le gel suggère que la mise en pression par la glace est le principal processus de rupture dans la gamme de volume étudiée. Bien que le calcaire dans notre zone d'étude ne soit pas très sensible au gel, la mise en pression par la glace a probablement lieu dans microfissures, qui se sont formées près des limites de ponts rocheux. Si la surface d'un pont rocheux est critique, alors cette mise en pression provoque la rupture. Sinon, elle induit la propagation des microfissures et une fragilisation de la roche. Dans notre zone d'étude, les falaises sont faites de calcaire, dans lequel les joints ont été agrandis par dissolution, permettant le transfert de chaleur par circulation d'air dans les joints ouverts. Il s'ensuit que le gel peut pénétrer plus rapidement et plus profondément que dans une masse rocheuse relativement continue. Ceci suggère que le gel nocturne peut produire des chutes de pierres, dont l'épaisseur atteint jusqu'à 10 m. La mise en pression par la glace a besoin du gel et d'eau. Les conditions morphologiques dans la zone d'étude sont favorables à l'infiltration de l'eau pendant les périodes de dégel, car le plateau surplombant les falaises est suffisamment plat pour permettre l'accumulation de neige.
Bien que la corrélation entre les chutes de pierres et des précipitations semble très faible, l'influence de l'eau est suggérée par l’occurrence de nombreuses chutes de pierres en Avril, lors de la fonte des neiges est intense. En outre, la bonne corrélation entre les chutes de pierres et les cycles de gel-dégel peut montrer non seulement l'influence de gel, mais aussi l'influence de dégel. L'infiltration de l’eau dans la masse rocheuse, tandis que l’exutoire de drains naturels est bloqué par la glace, peut être un facteur déclenchant. Une diminution de la résistance de la roche due à l'augmentation de la teneur en eau peut provoquer l'a rupture si la stabilité de la masse rocheuse est critique. Dans le contexte climatique et sismique de notre zone d'étude, et au cours de la période d'observation (1970-2004), le gel et l'eau d'infiltration semblent être des facteurs déclenchants plus actifs que les séismes.
Deux bases de données de chutes de pierres observées ont été élaborées pour deux objectifs différents. Une première base de données a pour but d'étudier les conditions intrinsèques des masses rocheuses qui peuvent favoriser les chutes de pierres et les mécanismes de rupture des chutes de pierre de taille moyenne (25 à 50 000 m3) se produisant dans les falaises calcaires. Une seconde base de données incluant 46 chutes de pierres a été élaborée pour analyser la relation entre les chutes de pierres et les facteurs climatiques et sismiques. La plupart d'entre elles ont eu lieu dans les massifs du Vercors et de la Chartreuse. Leur volume varie entre 10 et 30 000 m3. Les données climatiques proviennent de la station de Saint-Martin d'Hères (212m), qui est située près de Grenoble entre les massifs de la Chartreuse et du Vercors. Des tests statistiques ont été réalisés pour étudier la relation entre les chutes de pierres et les précipitations quotidiennes, les cycles de gel-dégel et les séismes. L'objectif est d'identifier les facteurs déclenchants et de mieux comprendre les processus de rupture. Contrairement à l'inventaire RTM, ces bases de données ne sont pas censées être exhaustives. Elles sont censées être des échantillons représentatifs des chutes de pierres se produisant dans les Préalpes. Frayssines & Hantz 2006 - A

Alpes Françaises du Sud – Rochers de Valabres, Vallée de la Tinée (Alpes-Maritimes):
Cet article examine en détail l'implication possible des variations de la température de surface dans les éboulements rocheux. Alors que de telles relations ont parfois été évoquées dans la littérature, elles n’ont jusqu'ici presque jamais été étudiées ou mesurées quantitativement. L'objectif principal de cette recherche est de préciser la contribution des variations de température de surface dans la préparation des éboulements, ainsi que de présenter des moyens plausibles pour la prendre en compte.

L’article décrit un éboulement survenu sur le versant des Rochers de Valabres en mai 2000 et discute d’un mécanisme possible pour la survenue de cet éboulement, ainsi que des mécanismes potentiels pour des éboulements futurs. En l'absence d'un facteur de déclenchement explicatif évident, les auteurs ont cherché à déterminer si les variations quotidiennes naturelles de la température de surface pourraient avoir joué un rôle dans cet événement. En particulier, on soupçonne que des perturbations légères, mais répétées, puissent être un facteur préparatoire pour les éboulements, avec un effet cumulatif au jour le jour. Un modèle numérique renforce cette hypothèse en montrant que les déformations induites par la chaleur peuvent être suffisantes pour provoquer le fluage progressif vers le bas d'un bloc de pierre situé dans une position instable.

Les premières conclusions de l'étude à long terme menée sur le versant des Rochers de Valabres indiquent que les changements de température de surface jouent un rôle important, bien que difficilement quantifiables, dans la préparation des éboulements.

 
 Sur le site test des Rochers de Valabres, les auteurs ont commencé à tester une méthodologie pour étudier les causes des mouvements de pentes rocheuses et en particulier des éboulements / chutes de pierres. Leur approche est basée sur une décomposition mécanique de ces causes en facteurs de prédisposition, facteurs préparatoires et facteurs de déclenchement, ainsi que sur des arguments relatifs à la fois à une modélisation et à des mesures in situ. Le présent article se concentre sur le rôle du réseau de fractures et des fluctuations de la température de surface. Pour étudier de manière plus approfondie l'hypothèse de l’action de perturbations répétées comme facteur préparatoire aux éboulements, une partie actuellement instable du versant des Rochers de Valabres a été instrumentée avec un système de surveillance géodésique de haute précision (station totale). On estime que cet appareil est capable de capturer des mouvements d'origine thermique si des précautions particulières sont prises. Le volume de roche instrumenté est utilisé comme un site test dans le but de mieux comprendre les conséquences des changements de la température de surface sur la stabilité du versant. Les données mesurées (avec un niveau de précision jamais atteint auparavant sur des pentes rocheuses) sont comparées ici avec des résultats de modélisation numérique. Gunzburger & al. 2005 - A
Alpes suisses :
Pendant l'été caniculaire 2003, en particulier de juin à août, de nombreux éboulements ont été observés dans tous l'espace alpin, surtout à haute altitude et sur les pentes expsées au Nord. Ni des précipitations violentes, ni d'autres phénomènes influençant passagèrement la stabilité des pentes n'ont été noté comme cause de l'augmentation de la fréquence des éboulements et des chutes de pierre. La dégragation du permafrost reste une explication plausible dans cette augmentation. La fréquence exceptionelle des éboulements pendant l'été 2003 ont montré que la déstabilisation est une réaction immédiate à la chaleur extrême. Les flancs nords situés dans les zones de basses températures sont prédestinés aux instabilités du fait qu'ils contiennent beaucoup d'eau et de glace. L'eau de fonte se trouvant dans les fissures peut y exercer une pression qui déforme la roche.
  ProClim 2005 - R
Alpes françaises :
L’effet d'un incendie sur les mouvements de terrains concerne surtout les chutes de blocs. Les ravinements, l'absence de végétation, la déstructuration des sols, provoquent la mise en mouvement de blocs dispersés sur les versants. Dans quelques cas, le fort contraste thermique a entraîné l'écaillage en surface de la roche (incendies de Restonica et Vivario, Corse en 2000).
Observations par les services forestiers Demirdijan 2004 - A
Glacier du Belvédère (Mont Rose, Alpes italiennes) :
Les aléas liés à la vitesse et au transport accrus du glacier incluent l'augmentation de l'activité des chutes de blocs et de glace à ses marges et la déstabilisation de moraines. Par endroits, le glacier a dépassé ses moraines provoquant de fréquentes chutes de blocs et de glace sur la pente extérieure des moraines. Par endroits, l'augmentation de la pression latérale du glacier en crue a mené à l'affaiblissement et même au cisaillement des moraines.

Récemment, une activité de chutes de blocs et de glace particulièrement marquée est originaire de deux zones situées sous et au-dessus d'un glacier suspendu, qui subit lui-même des changements géométriques rapides et présente de fréquentes chutes de glace. En 2000 déjà, un glacier suspendu couvrant les secteurs bas de la zone de chute de pierres actuelle a disparu. Le fait que l'activité chutes de pierres se poursuive durant les mois d'hiver laisse supposer un important changement des conditions du glacier et de la paroi plutôt que des effets de fonte saisonnière seuls.
  Kääb & al 2004 - P
Alpes suisses :
D'après les observations de la température du permafrost et de la stabilité des pentes pour 26 sites de forage dans les Alpes suisses (PERMOS), il y a une grande variabilité, en raison des différences topographiques. Cependant la menace d'instabilité de pente a tendance a augmenté.
  Schiermeier 2003 - A
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.
 
→ Détails...
Cycles de gel-dégel annuels : L’endommagement du au gel associé au gel saisonnier est souvent suivi par des éboulements lors du dégel. Par exemple, au début de Juin 1997, un bloc de roche d'environ 100 m3 s’est été détaché de la paroi rocheuse derrière le glacier rocheux Murtèl. Le plan de glissement était à environ 2 m de profondeur. Cette chute de bloc s'est produite au cours d'une période de température élevée après la fonte des neiges (Matsuoka, 1997). Ces conditions indiquent que la fonte saisonnière rapide a déclenché le détachement du bloc. Le bloc s’est divisé en de nombreux rochers et débris de plus petite taille, qui se sont déposés sur un éboulis et un glacier rocheux. Malgré une faible fréquence, une telle chute de bloc serait une source importante en terme de fourniture de débris aux éboulis et glaciers rocheux.

Cycles de gel-dégel millénaires : le gel et le dégel annuel sont peu susceptibles d'atteindre des profondeurs de plus de 5 m sur éboulis et 10 m sur les parois rocheuses, des profondeurs que seul le pergélisol peut pénétrer. Le gel de ségrégation tend à produire couches riches en glace dans la partie supérieure du pergélisol et peut-être près de la base du pergélisol. Des mouvements de masse de grande ampleur se produisent parfois dans la zone de pergélisol transitoire. Certains de ces mouvements survenant après des étés anormalement chauds sont peut-être associés au dégel de la couche supérieure du pergélisol. Le dégel peut également se produire à l'intérieur ou à la base du corps du pergélisol, causant des changements beaucoup plus profonds. Un certain nombre d’événements récents de grands éboulements de falaise se sont produits sur des versants rocheux dans les Alpes. Les zones de départ de ces chutes sont principalement situées près de la limite inférieure du pergélisol. Par exemple, en Octobre 1988, une masse de roche est tombée de la paroi rocheuse orientée vers le nord du Piz Morteratsch en Haute-Engadine, les fragments s’étant déposés sur un glacier (Haeberli et al., 1992). La masse de roche détachée avait un volume d'environ 3 m3 • 105 et une épaisseur supérieure à la profondeur atteinte par les cycles de gel-dégel annuels. Coïncidant avec la période de la fonte saisonnière maximale, la chute de la falaise pourrait avoir été déclenchée par la fusion partielle du pergélisol et/ou la pénétration de l'eau de fonte. D’autres éboulements de falaise récents (ou glissements rocheux) pouvant être associés à la fonte du pergélisol dans les Alpes comprennent le glissement de terrain de Val Pola en 1987 (Dramis et al., 1995), l’éboulement de Randa en 1991 (Schindler et al., 1993) et l’éboulement Zuetribistock en 1996. Le volume du mouvement de terrain de Val Pola est de deux ordres de grandeur plus grand que celui de l’éboulement de falaise du Piz Morteratsch. Les précipitations intenses sont considérées comme ayant déclenché ce glissement. Cependant, la présence de blocs rocheux cimentés par de la glace parmi les débris du glissement indique que la fonte du pergélisol pourrait augmenter la mobilité de la masse rocheuse avant la pluie (Dramis et al., 1995).

Alpes suisses – Haute Engadine :
Les versants alpins sont soumis à trois types de cycles de gel-dégel qui peuvent être réalisées en un jour, un an ou un siècle. Ces cycles de gel-dégel influencent la stabilité des pentes sur différentes échelles temporelles et spatiales. L’altération par le gel diurne est importante là où les précipitations ou la fonte des neiges fournit une humidité abondante à la surface de la roche, produisant des débris rocheux essentiellement de la taille de galets ou plus petit. Indépendamment de l'orientation et de l'altitude, la plupart des pentes de débris sont soumises à une fréquence élevée de cycles de gel-dégel diurnes accompagnés par un soulèvement par le gel jusqu'à 2 cm de haut et d’un fluage de la partie superficielle du sol inférieure à 15 cm de profondeur. Un tel mouvement profond prévaut sur les pentes couvertes d'un mince manteau de débris, résultant en petits lobes et en sillons. La profondeur annuelle de gel-dégel dans les parois rocheuses est calculée à environ 5 m, qui délimite la taille maximale des débris de roche produits par l’altération par le gel. L'activité annuelle du gel-dégel atteint des profondeurs de 2 m ou un peu plus dans les éboulis. Le mouvement du sol associé développe éventuellement des lobes de solifluxion avec une levée de 30 cm ou plus. La croissance et la dégradation du pergélisol, engendrée par le changement climatique à long terme, permet à l’action du gel-dégel d’atteindre des profondeurs de l’ordre du mètre-au-décamètre. Malgré une fréquence extrêmement basse, le gel de ségrégation durant des siècles ou des millénaires peut permettre l'accumulation de couches riches en glace près de la partie supérieure et de la partie inférieure du corps du pergélisol. 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.
 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. Le secteur étudié est situé en Haute Engadine, à l’est de la Suisse. La limite inférieure du pergélisol se trouve à environ 2400 m d’altitude en exposition nord et s'élève à environ 3000 m en exposition sud. Matsuoka & al. 1998 - P
Alpes :
Dans les zones d’ablation et plus particulièrement vers le front des glaciers de vallée, la baisse des surfaces de glace au cours du siècle passé peut facilement excédé les 100 m. Cette perte verticale dans le remplissage des vallées induit un changement dans les champs de stress à l’intérieur des parois rocheuses.
  Haeberli & al. 1997 - A


Modélisations

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

Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones sujettes aux éboulements et chutes de blocs : Notre compréhension des effets du changement climatique sur les chutes de pierres en général est extrêmement faible. Toutefois, au cours des dernières années une préoccupation a été soulevée par les effets de la fonte du pergélisol sur les chutes de pierres. Dans CLISP, une évaluation a été menée sur la mesure dans laquelle le pergélisol pourrait fondre et provoquer des de nouveaux éboulements. Une analyse de la présence potentielle du pergélisol dans les conditions actuelles a permis d’établir une carte montrant la répartition des zones très probables (rouge) et probables (jaune) de pergélisol dans les Alpes. Tous les secteurs jugés probables ou très probables de pergélisol, et avec des pentes supérieures à 45°, ont été considérés comme des sources potentielles de chutes de pierres sous scénario de changement climatique. Avec cette hypothèse, les trajectoires des chutes de pierres ont été calculées pour l'ensemble de la région alpine indiquant un impact assez étendu. Cependant, cet impact concerne généralement les hautes vallées et pas les principales zones urbanisées. Un impact plus large sur les infrastructures de communication est projeté, auquel cas certaines vallées pourraient rencontrer des problèmes de connexion avec les principaux centres de la plaine à chaque fois que les chutes de pierres entraînent une fermeture temporaire de route ou de voie de communication. Lermer et al. (2011) présentent un exemple d’analyse des impacts de chutes de pierres déclenchées par la dégradation du pergélisol dans les Alpes (voir en annexe du rapport).

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Dans le projet CLISP, une évaluation pan-alpine des impacts potentiels de la fonte du pergélisol en termes de réduction de l'accessibilité routière des vallées a été menée. L'étude a consisté à identifier les zones de pergélisol qui, avec le changement climatique, pourraient générer des éboulements en raison de la dégradation du pergélisol. Cette analyse permet d'évaluer quelles routes pourraient être atteintes par les trajectoires des éboulements potentiels. Il est donc possible d'évaluer combien de personnes pourraient être affectées par l'obstruction d'une route, c'est à dire combien de personnes pourraient souffrir d'une prolongation du temps de parcours entre leur résidence et les lieux centraux (soit les villes les plus proches, soit la limite de l'espace alpin) en cas de chutes de pierres. La carte du temps de parcours recalculé dans le cas d'une route touchée par un éboulement montre que le phénomène est assez répandu dans toute la région, avec plusieurs vallées susceptibles d'être touchés par les chutes de pierres sous l’effet de la dégradation du pergélisol, donc risquant de souffrir d’un ralentissement des communications et des conséquences économiques qui en découlent. Par conséquent, les coûts de protection ou de restauration du réseau routier pourraient augmenter considérablement à l'avenir. Cela pourrait devenir un enjeu de gestion important afin de s'adapter au changement climatique dans la région alpine.

 
 

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 éboulements et chutes de blocs, notamment, sont brièvement discutés.

La cartographie des trajectoires avec le plus grand trafic dans la région alpine (en raison de mouvements soit vers la ville la plus proche, soit vers l’extérieur de la région, fig. 29), le temps de parcours à la ville la plus proche et jusqu’à la limite de la région alpine a été recalculé en cas de fermeture d’une route touchée par un éboulement. La variation du temps de parcours, multipliée par la population affectée par la variation, est un indicateur de l'ampleur de l'impact potentiel des chutes de pierres (cf. détails en annexe du rapport).

EURAC 2011 - R: CLISP
Japon :
Une analyse de l'activité des chutes de blocs dans le Cirque d'Hosozawa a montré que les phases d'activité intense ne correspondent pas à des événements de précipitations. Néanmoins, l'activité atteint son maximum en mai-juin, c'est-à-dire 5-15 jours après la fonte de la glace de la falaise, qui subit une pénétration en profondeur du gel en hiver. Un modèle de conduction thermique suggère qu'un retard de 5-15 jours représenterait le temps de pénétration du front de dégel à une profondeur d'environ 1 m. Les auteurs ont conclu que le principal facteur contrôlant les chutes de blocs est l'altération saisonnière due au gel (Matsuoka et Sakai, 1999).
  Hantz 2007 - C1

Alpes Françaises du Sud – Rochers de Valabres, Vallée de la Tinée (Alpes-Maritimes):
Cet article examine en détail l'implication possible des variations de la température de surface dans les éboulements rocheux. Alors que de telles relations ont parfois été évoquées dans la littérature, elles n’ont jusqu'ici presque jamais été étudiées ou mesurées quantitativement. L'objectif principal de cette recherche est de préciser la contribution des variations de température de surface dans la préparation des éboulements, ainsi que de présenter des moyens plausibles pour la prendre en compte.

L’article décrit un éboulement survenu sur le versant des Rochers de Valabres en mai 2000 et discute d’un mécanisme possible pour la survenue de cet éboulement, ainsi que des mécanismes potentiels pour des éboulements futurs. En l'absence d'un facteur de déclenchement explicatif évident, les auteurs ont cherché à déterminer si les variations quotidiennes naturelles de la température de surface pourraient avoir joué un rôle dans cet événement. En particulier, on soupçonne que des perturbations légères, mais répétées, puissent être un facteur préparatoire pour les éboulements, avec un effet cumulatif au jour le jour. Un modèle numérique renforce cette hypothèse en montrant que les déformations induites par la chaleur peuvent être suffisantes pour provoquer le fluage progressif vers le bas d'un bloc de pierre situé dans une position instable.

Les premières conclusions de l'étude à long terme menée sur le versant des Rochers de Valabres indiquent que les changements de température de surface jouent un rôle important, bien que difficilement quantifiables, dans la préparation des éboulements.

 
 Sur le site test des Rochers de Valabres, les auteurs ont commencé à tester une méthodologie pour étudier les causes des mouvements de pentes rocheuses et en particulier des éboulements / chutes de pierres. Leur approche est basée sur une décomposition mécanique de ces causes en facteurs de prédisposition, facteurs préparatoires et facteurs de déclenchement, ainsi que sur des arguments relatifs à la fois à une modélisation et à des mesures in situ. Le présent article se concentre sur le rôle du réseau de fractures et des fluctuations de la température de surface. Pour étudier de manière plus approfondie l'hypothèse de l’action de perturbations répétées comme facteur préparatoire aux éboulements, une partie actuellement instable du versant des Rochers de Valabres a été instrumentée avec un système de surveillance géodésique de haute précision (station totale). On estime que cet appareil est capable de capturer des mouvements d'origine thermique si des précautions particulières sont prises. Le volume de roche instrumenté est utilisé comme un site test dans le but de mieux comprendre les conséquences des changements de la température de surface sur la stabilité du versant. Les données mesurées (avec un niveau de précision jamais atteint auparavant sur des pentes rocheuses) sont comparées ici avec des résultats de modélisation numérique. Gunzburger & al. 2005 - A
Alpes :
La fréquence des fractures est plus importante sur des surfaces très raides avec des gradients moyens entre 30 et 75°. Environ 65% des chutes de blocs sont survenues dans des pentes avec une déclivité de plus de 50°. Quand on regarde les facteurs critiques, la pente maximum est le facteur déterminant. La pente maximum est comprise entre 46 et 82°. Pour 90% des événements, la partie la plus pentue de l’escarpement a un gradient maximum de plus de 50°, pour 80%, plus de 55° et pour 55%, plus de 60°.
 La pente est obtenue à partir de modèles de terrain numériques (DTM). Tous les DTM et les calculs basés sur des cellules ont une résolution de 25 m. 20 chutes de blocs ou instabilités de pente ont été documentés pour les Alpes suisses, italiennes et allemandes. Noetzli & al. 2003 - P


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Monde / Alpes :
En plus de l'influence des changements à long terme dans les températures moyennes de l'air, il a été récemment découvert que de nombreuses ruptures de versant dans les années 1990 et 2000 dans les régions de haute montagne des Alpes, d'Alaska et de l'ouest du Canada, et de Nouvelle-Zélande ont été précédées par des périodes de températures maximales très élevées dans les jours ou semaines avant la rupture. Les observations de terrain et de nouvelles mesures de déformation des versants rocheux suggèrent que l'effet déclencheur des périodes chaudes se fait principalement par la génération rapide de quantités importantes d'eau de fonte de la neige, des glaciers et du pergélisol. Dans les Alpes, il est prévu que ces périodes chaudes avec des températures de l'air de plusieurs degrés au-dessus du point de congélation jusqu'à des altitudes de 3500-4000 m d'altitude se produiront 1,5-4 fois plus fréquemment en 2050 que durant la période 1950-2000. Bien que des recherches supplémentaires soient clairement nécessaires dans ce domaine, il est probable que l'augmentation des températures moyennes et maximales de l'air, avec de plus un fort retrait glaciaire et la dégradation du pergélisol va être accompagnée par une augmentation des éboulements dans de nombreuses régions de haute montagne du monde. Certaines de ces ruptures de versant peuvent avoir un impact sur les transports, l'énergie ou les infrastructures touristiques et dans certains cas sur le bâti. Les plus critiques sont les situations où les éboulements se transforment en coulées de débris très mobiles ou génèrent des ondes de crue en impactant les lacs naturels ou artificiels. Dans ces conditions, des distances de destruction potentielle beaucoup plus longues doivent être anticipées. Un suivi régulier, des systèmes d'alerte précoce, des interventions structurelles et autres mesures de réduction des risques doivent être pris en considération pour éviter des dommages aux personnes et aux biens .
Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne. Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. [Details: cf. sections 'Facteurs de contrôle' + 'Frequence des éboulements et chutes de blocs']. Huggel & al. 2012 - A
Espace Alpin :
Evaluation ascendante de la vulnérabilité : L'un des effets du changement climatique sur les chutes de pierres, qui est largement reconnu comme pertinent dans les environnements de montagne, est la dégradation du pergélisol, qui peut affecter les mécanismes de cohésion des masses rocheuses (Menendez Duarte et al (2002) ; Gruber et Haeberli (2007) ; Harris et al. (2009)). D'autres mécanismes, tels que les précipitations, montrent des tendances moins claires et les impacts du changement climatique sont en effet assez difficiles à identifier. On s'attend à des déclenchements d’éboulements à haute altitude en raison de la fonte du pergélisol et, la plupart du temps, dans des zones à faible densité de population. Les conséquences sont donc susceptibles d'affecter principalement les sentiers et les infrastructures montagne, et le réseau routier. Pour certaines vallées isolées dans les Alpes, cet impact est susceptible d'être très important.
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 éboulements et chutes de blocs, notamment, sont brièvement discutés. EURAC 2011 - R: CLISP
Alpes (haute montagne) :
Dans le contexte actuel de prévision du réchauffement climatique pour le XXIe siècle, on s’attend à ce que les éboulements se produisent plus fréquemment. À la fin du 21e siècle, plusieurs scénarios prévoient une augmentation de la température moyenne annuelle de l’air entre 1,8°C à 4,0°C (GIEC, 2007). Dans les Alpes, cette augmentation de la température pourrait atteindre 4°C à 5°C, avec des températures estivales extrêmes dépassant les températures actuelles de 6-8°C (Beniston, 2003). La canicule de 2003 donne un aperçu du genre d’été qui pourrait affecter les Alpes régulièrement vers la fin du XXIe siècle, avec un nombre de jours chauds multiplié par cinq en 2070-2100 (Beniston, 2004). Dans le même temps, la température moyenne d'hiver augmenterait, avec probablement une régénération saisonnière plus faible du pergélisol. La relation entre la fréquence cumulée et le volume des éboulements sur les périodes 1862-2009, 1862-1990 et 1990-2009 montre que les deux dernières décennies, marquées par une accélération du réchauffement planétaire, ont connu une fréquence de chutes de pierres beaucoup plus importante que lors de la période 1862-1990, ce qui suggère que la fréquence des éboulements à haute altitude devrait augmenter si la tendance actuelle se poursuit.
[voir section 'Reconstructions'] Ravanel & Deline 2011 - A
Alpes :
Pour les versants rocheux non-englacés, les paramètres décisifs dans une possible évolution des aléas en lien avec le réchauffement climatique est la dégradation du permafrost, qui se manifeste par une remontée de sa limite inférieure, l’approfondissement de sa couche active, et un réchauffement en profondeur par l’advection de chaleur due à la circulation de l’eau dans les fissures. Il en résulte une dégradation du ciment de glace des fractures rocheuses en haute altitude, avec une instabilité maximale lorsque la température du permafrost est faiblement négative et la glace toujours présente. Le réchauffement des prochaines décennies va amener de nombreux secteurs à cette température critique, ce qui devrait entraîner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des écroulements sur les parois rocheuses de haute montagne.
[voir références dans l'étude].
  Ravanel 2009 - A
Alpes :
Le concept de déstabilisation par réchauffement ou fonte des joints rocheux remplis de glace pointe vers une question importante : Pourquoi est ce que la pente n’a pas connu de rupture lorsque le joint a gelé ? Implicitement, la supposition est que soit un des paramètres a changé (comme l’érosion glaciaire qui a rendu la pente plus inclinée, la déglaciation a changé les contraintes dans la paroi) ou que le joint a subi des altérations pendant son état englacé qui ont favorisé la rupture plus tard, lors de la fonte. Une ségrégation lente de la glace dans des fractures existantes en profondeur peut, sur des échelles de temps longues, causer un élargissement qui favorisera une rupture future. Alors que ceci est théoriquement possible et un mécanisme de control climatique de la topographie intéressant, son importance reste incertaine pour l’instant. Comme les températures atmosphériques actuelles sont en marge de dépasser les maxima de l’Holocène, des fractures qui fondent et se déstabilisent aujourd’hui étaient peut être englacées depuis quelques millénaires, ce qui laisse du temps pour que les deux processus prennent place.


La surveillance géophysique dans des falaises rocheuses solides [Krautblatter and Hauck, 2007] a identifié récemment des systèmes de fonte des fissures influencés par de l’eau en mouvement. Il peut y avoir de nombreux aspects importants de la dégradation des falaises rocheuses et des instabilités associées : de la roche en dessous de 0°C peut refermer des fissures en gelant, alors que de l’eau en mouvement peut progressivement élargir et approfondir ces passages dans de la roche en dégel. Parce que ces corridors de fonte profonds se développent le long des fractures, ce processus peut contribuer à une rapide déstabilisation de volumes de rochers plus importants qui ne serait pas envisageable avec un système uniquement liés à la conductivité.
  Gruber & Haeberli 2007 - A
Alpes françaises :
Sous l'effet du réchauffemet climatique:
Décompression des pieds de versant du fait de la diminution voire de la disparition de la pression glaciaire, ce qui favorise éboulements et écroulements.

Dégradation du permafrost dans les terrains de haute montagne (c'est-à-dire de leur tranche superficielle qui est d'ordinaire à température constamment négative) se traduisant par une intensification des éboulements et écroulements.
  Deline 2006 - P
Alpes :
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 chutes de rochers sont actuellement localisées dans des zones probables de pergélisols chauds, à la limite inférieure de la présence des pergélisols. Cependant, des zones de départ sont également localisées dans des zones de pergélisols froids. Ceci suppose que toutes les chutes de rochers ne sont pas liées directement aux conditions thermales dans le sol.
  Fischer & al. 2006 - A
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
Alpes :
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.
  Seiler 2006 - P
Alpes suisses :
Les modifications thermiques se produisant dans les permafrosts à des profondeurs plus importantes auront pour effet d'augmenter les dangers de gros éboulements.
  ProClim 2005 - R
Alpes suisses :
Après la réponse immédiate, comme celle observée au cours de l’été 2003, une réponse décalée prendra place. Le profil des températures dans les pergélisols serait fortement perturbé et la limite inférieure de présence des pergélisols remonterait en altitude (réponse finale). Les deux types de réponse causeraient des instabilités larges et profondes dans les prochaines décennies, voir dans les prochains siècles. Ainsi, la fréquence, l’intensité et l’extension spatiale des chutes de rochers se développerait au-delà des observations historiques dans la perspective des augmentations de températures modélisées.
  Gruber et al. 2004a - A
Glacier du Belvédère (Mont Rose, Alpes italiennes) :
A court et moyen terme, l'avenir de la face Est du Mont Rose et du glacier du Belvédère sera très probablement caractérisé par des changements radicaux et rapides des conditions du glacier et du permafrost. La perte spectaculaire de la superficie englacée de la face Est du Mont Rose entraînera des ajustements mécaniques et thermiques de la glace et de la roche sur et dans la paroi. Une forte activité de chutes de blocs et de glace se poursuivra donc très probablement et des événements de grande ampleur ne peuvent être exclus.
  Kääb & al 2004 - P
Monde :
Une perturbation du permafrost par des températures changeantes peut amener une augmentation de la fréquence et de l'intensité des coulées de boue et des chutes de blocs et rochers.
  IPCC 2001 - R
Alpes :
Une dégradation des permafrosts dans les fractures des falaises peut avoir des impacts à long terme sur l'activité des chutes de blocs et de rochers.
  Haeberli & Benistion 1998 - A
Alpes :
Pendant le Petit Âge Glaciaire, une grande partie de la zone de pergélisol transitoire a probablement été caractérisée par une phase de gel d'un cycle millénaire. Le réchauffement du 20e siècle fera entrer cette zone dans une phase de dégel. La prédiction des changements géomorphologiques futurs liés au réchauffement climatique nécessite la distinction des effets dus aux cycles millénaires de ceux dus à des cycles plus courts. La distinction est nécessaire, en particulier, dans les zones de pergélisol et de pergélisol transitoire où la fonte du pergélisol est en cours et où les trois types de gel-dégel sont combinés, ce qui provoque l'instabilité des pentes.
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
Alpes :
La pénétration des fronts de gel dans des matériaux déjà fondu ont le potentiel d’intensifier la destruction des rochers avec la formation de glace dans les fractures et fissures. De telles formations de glace réduisent la perméabilité de surface des falaises rocheuses et affectent les pressions hydrauliques dans les fissures encore libres. La baisse générale de la pression de l’eau dans les falaises rocheuses, accompagnée par le retrait glaciaire pourrait altérer la stabilité des falaises rocheuses.
  Haeberli & al. 1997 - A

 

 

 


INTENSITÉ
DES ÉBOULEMENTS ET CHUTES DE BLOCS

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
  Alpes françaises – Massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie) :
L’observation et la comparaison des photographies complétées par des mesures de terrain ont permis de répertorier une cinquantaine d’événements d’écroulements passés depuis la fin du Petit Âge Glaciaire jusqu’à aujourd’hui. Ces événements se sont produits pour l’essentiel au cours des soixante dernières années, avec des volumes variables, de plusieurs centaines à plusieurs centaines de milliers de m3. Cette analyse a permis de mettre en évidence deux périodes principales qui se caractérisent par une fréquence accrue des écroulements : une première période à la fin des années 1940 et au début des années 1950, puis une seconde à partir des années 1980. La première période présente une activité qu’on ne retrouve pas au cours des périodes antérieures, puisque pendant près d’un siècle, depuis la fin du Petit Âge Glaciaire jusqu’au milieu du XXe siècle (1947 pour les Aiguilles de Chamonix et 1950 pour les Drus), pratiquement aucun éboulement ne s’était produit – mis à part un petit écroulement au Drus déclenché par un séisme en 1905. La fréquence des écroulements a ensuite très fortement diminué au cours des années 1970, avant d’augmenter à nouveau jusqu’à atteindre une fréquence particulièrement marquée au cours des deux dernières décennies, en particulier dans le secteur des Aiguilles de Chamonix (où le nombre d’événements est plus important) mais aussi sur la face ouest des Drus (avec une augmentation des volumes liée à la succession d’événements qui ont conduit à l’écroulement du pilier Bonatti en juin 2005). Il y a donc une forte corrélation entre l’occurrence de ces événements depuis 150 ans et les périodes les plus chaudes observées à Chamonix au XXe siècle (l’été et l’année 1947 étant le second été le plus chaud – après celui de 2003 – et l’année la plus chaude enregistrés depuis 1934) et au début du XXIe siècle, en particulier au cours des deux dernières décennies qui présentent la plus forte augmentation des températures moyennes.
   Le laboratoire EDYTEM travaille sur ces thèmes de recherche à partir des observations et des analyses menées depuis plusieurs années dans le massif du Mont-Blanc. L’une des méthodes employées pour l’étude des écroulements en haute montagne qui permet de s’affranchir des possibles biais d’observation est l’utilisation non pas des seuls témoignages historiques mais des photographies. Cette méthode a été mise en œuvre sur deux secteurs pour lesquels le large corpus de photographies historiques disponible offre une couverture temporelle à peu près continue depuis 150 ans : la face ouest des Drus et le versant nord des Aiguilles de Chamonix. Ces clichés (plusieurs centaines) permettent de remonter jusqu’à 1860, période de l’avènement de la photographie de montagne, qui correspond à la fin du Petit Âge Glaciaire. Deline 2011 - P
Pré Alpes suisses :
Au cours du 20e siècle, l’activité des chutes de rochers a augmenté de manière considérable dans les PréAlpes suisses. Par contre, l’intensité des phénomènes est restée à un niveau bas.
 Reconstruction de chutes de blocs entre 1881 et 2000 (250 événements) en utilisant des méthodes de dendromorphologie. Perret & al. 2006 - A


Observations

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

Etudes de cas régionales – Régions de haute montagne des Alpes suisses :
Bien que l'échantillon d’éboulements rocheux soit petit – une limitation inhérente à ce type d’études – certaines tendances dans la survenue d'événements au cours des XXe et XXIe siècles peuvent être distinguées. Tout d'abord, une forte augmentation de la fréquence des événements a été documentée à partir des années 1980 et 1990 jusqu’à nos jours. Il est hors de doute que cette tendance peut être attribuée en partie à une augmentation du niveau de documentation au cours des dernières années par rapport aux périodes antérieures. Cependant, il est intéressant de noter que la tendance à l'augmentation des éboulements rocheux reste également vraie si l'on considère seulement les grands événements (> 100 000 m3). Ces derniers sont supposés montrer un niveau de documentation plus constant sur la période d'observation, et sont donc moins biaisés que les ruptures de petit volume. En outre, l'analyse montre qu’un pic plus précoce de l'augmentation de l'activité des éboulements rocheux s'est produit autour des années 1940. Ceci est remarquable parce que cette période a été caractérisée par des températures plus élevées.

Etude de cas locales – Région des Aiguilles de Chamonix, massif du Mont Blanc, Alpes françaises du Nord :
Plusieurs aspects de l'analyse des éboulements rocheux sur les Aiguilles de Chamonix au cours du XXe siècle et dans la première décennie du XXIe siècle sont remarquables. Tout d'abord, une forte augmentation de la fréquence des événements peut être identifiée dans les années 1990 et les années 2000. Un second pic d'activité accrue est observé pour les années 1940, tout comme dans le cas de l'inventaire régional des éboulements rocheux. Une étude utilisant une méthodologie similaire dans la face ouest des Drus, située plus au nord, de l'autre côté de la Mer de Glace, a également confirmé cette tendance. L'analyse des volumes éboulés révèle en outre que la fréquence des événements au cours des deux dernières décennies a augmenté pour toute les gammes de volumes par rapport à la période antérieure à 1990.

 
 

Etudes de cas régionales : L'étude régionale est basée sur un inventaire des 52 éboulements rocheux qui se sont produits entre 1900 et 2010 dans les régions de haute montagne de la Suisse et les régions frontalières avec l'Italie et la France. Le jeu de données a été développée et étendu au cours des années récentes et est basé sur des publications scientifiques, des articles de journaux, des observations de terrain et des commentaires et observations personnelles, et est maintenant exploitée par le Réseau de surveillance du pergélisol suisse (PERMOS).

Étude de cas locale dans la région des Aiguilles de Chamonix (massif du Mont Blanc) : Ce cas porte sur des pitons rocheux qui s'étendent entre la Mer de Glace et le glacier des Bossons, à des altitudes comprises entre 3300 et 3800 m. Grâce à la longue tradition de l'alpinisme à Chamonix, au pied de ces montagnes, de riches archives de photographies historiques remontent à 150 ans (albums de guides de montagne, cartes postales, collections privées et collections de musées), sur la base desquelles un inventaire local détaillée des événements d’éboulements a été établi.

[Détails : cf. 'Fréquence des éboulements et chutes de blocs'].

Huggel & al. 2012 - A
Reintal North Face (Bavarian Alps):
Pendant quatre années de mesures des chutes de blocs, les auteurs ont trouvé que (i) l'intensité des chutes de blocs est couplée à l'intensité de la pluie uniquement au-delà d'un certain seuil (dans le cas présent 9–13 mm/30 min) et (ii) que la réponse des chutes de blocs à l'intensité de la pluie est fortement non-linéaire. Le dépôt d'éboulis au cours de deux épisodes orageux a ateint des intensités jusque là non observées jusqu'à 300 kg/(m²h). Les auteurs appellent ces événements "éboulements secondaires" car leur distribution granulométrique essentiellement fine reflète exactement la distribution en taille des éléments des stocks intermédiaires de débris présents sur la paroi rocheuse. Un événementde chute de blocs secondaire peut être défini comme un dépôt rapide de matériel fin originaire de stocks intermédiaire dans la paroi rocheuse et qui est libéré par des processus hydriques et par des écoulements saturés en débris se produisant sur la paroi ; le dépôt de ces chutes de blocs se produit en quelques minutes sous forme d'un nuage de particule en chute libre. Les éboulements secondaires dépassent de 0,5 à 50 fois le dépôt annuel des chutes de blocs habituelles. Les descriptions historiques montrent que ces événements secondaires sont susceptibles d'avoir causé un nombre à deux chiffres de morts juste dans la vallée de Reintal au siècle dernier.
 Entre 1999–2003, les chutes de blocs ont été mesurées en continu sur douze collecteurs installés sur huit talus d'éboulis au pied d'une paroi rocheuse de 400-600m de haut. Un total de plus de 140 000 kg de dépôts de chutes de blocs de faible magnitude a été mesuré. Les précipitations ont été évaluées à partir de pluviomètres et de radars météorologiques à haute résolution. La combinason des mesures à haute résolution temporelle et d'observation directes a permis de relier l'intensité des chutes de blocs à certains facteurs déclenchants tels que les pluies orageuses ou les conditions de gel-dégel intense. Krautblatter & Moser 2009 - A
Alpes suisses et autrichiennes :
Au cours de la dernière décennie, un nombre croissant d'études ont suivi et quantifié le comportement au fluage de glaciers rocheux dans les Alpes et ont observé une augmentation des déplacements en surface depuis les années 1990 [voir détails et références dans l'étude]. Dans ce contexte, il est décrit que les glaciers rocheux alpins présentent un comportement plutôt synchrone et réagissent sensiblement à l'augmentation récente de la température.
Les vitesses horizontales accélérées, ainsi que les processus de glissement, influencent fortement la stabilité du front des glaciers rocheux. Une augmentation de l'activité des chutes de blocs (fréquence et magnitude) a ainsi été reconnue au front de plusieurs glaciers rocheux.
L'analyse du développement observé des fissures indique que les taux de contrainte ont augmenté de manière significative. Il n'est pas clair si cette formation est un processus graduel (comme indiqué par la croissance lente de la plupart des fissures) ou lié au dépassement soudain d'un seuil (comme l’indique l'accélération de la formation de fissures dans les années 1990). De plus, cette évolution peut différer entre les différents glaciers rocheux.
 La déstabilisation des glaciers rocheux actifs est indiquée par des changements dans leur cinématique, leur géométrie et leur topographie. Ces phénomènes sont étudiés qualitativement sur le terrain et par l'interprétation de photographies terrestres et aériennes. Les vitesses horizontales, les taux d’avancée du front des glaciers rocheux, ainsi que le développement et la profondeur des fissures, sont évalués et quantifiés par l'utilisation d’othophotos numériques et par des mesures GPS différentiel sur le terrain. En outre, la technique de télédétection InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) a récemment été appliquée pour détecter les changements de relief. Une fois les déstabilisations détectées, les glaciers rocheux ont été suivis régulièrement et monitorés. Roer & al. 2008 - P
Glacier du Belvédère (Mont Rose, Alpes italiennes) :
Récemment, une activité de chutes de blocs et de glace particulièrement marquée est originaire de deux zones situées sous et au-dessus d'un glacier suspendu, qui subit lui-même des changements géométriques rapides et présente de fréquentes chutes de glace. En 2000 déjà, un glacier suspendu couvrant les secteurs bas de la zone de chute de pierres actuelle a disparu. Le fait que l'activité chutes de pierres se poursuive durant les mois d'hiver laisse supposer un important changement des conditions du glacier et de la paroi plutôt que des effets de fonte saisonnière seuls.
  Kääb & al 2004 - P


Modélisations

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


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes (haute montagne) :
(...) La relation entre la fréquence cumulée et le volume des éboulements sur les périodes 1862-2009, 1862-1990 et 1990-2009 montre que les deux dernières décennies, marquées par une accélération du réchauffement planétaire, ont connu une fréquence de chutes de pierres beaucoup plus importante que lors de la période 1862-1990, ce qui suggère que la fréquence des éboulements à haute altitude devrait augmenter si la tendance actuelle se poursuit.
 
[voir section 'Reconstructions'] Ravanel & Deline 2011 - A
Reintal North Face (Bavarian Alps):
Si la tendance au réchauffement se poursuit ou s'accélère dans le futur, l'intensité et la fréquence des épisodes orageux est susceptible d'augmenter aussi et déclenchera une activité accrue d'événements secondaires de chutes de blocs (Krautblatter and Moser, 2006).
Entre 1999–2003, les chutes de blocs ont été mesurées en continu sur douze collecteurs installés sur huit talus d'éboulis au pied d'une paroi rocheuse de 400-600m de haut. La combinason des mesures à haute résolution temporelle et d'observation directes a permis de relier l'intensité des chutes de blocs à certains facteurs déclenchants tels que les pluies orageuses ou les conditions de gel-dégel intense. Krautblatter & Moser 2009 - A
Alpes :
Pour les versants rocheux non-englacés, mais soumis à la dégradation du permafrost, le réchauffement des prochaines décennies va amener de nombreux secteurs à une température critique, ce qui devrait entraîner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des écroulements sur les parois rocheuses de haute montagne.
[voir références dans l'étude].
  Ravanel 2009 - A
Alpes :
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.
  Seiler 2006 - P
Alpes suisses :
Des modifications de températures à des profondeurs importantes auront pour effet d'augmenter les dangers de gros éboulements.
  ProClim 2005 - R
Alpes suisses :
Après la réponse immédiate comme celle observée au cours de l’été 2003, une réponse décalée surviendrait. Le profil des températures dans les permafrosts serait perturbé et la limite inférieure de la couche du permafrost remonterait en surface (réponse finale).

Ces deux réponses causeront de larges et profondes instabilités dans des délais allant de la décennie aux siècles. Ainsi, si l’on suit les projections d’augmentation des températures moyennes, annuelles et estivales pour le 21e siècle, la localisation, l’intensité et la fréquence des instabilités dans les falaises rocheuses pourraient se développer au-delà des variabilités historiques.
  Gruber & al. 2004a - A
Glacier du Belvédère (Mont Rose, Alpes italiennes) :
A court et moyen terme, l'avenir de la face Est du Mont Rose et du glacier du Belvédère sera très probablement caractérisé par des changements radicaux et rapides des conditions du glacier et du permafrost. La perte spectaculaire de la superficie englacée de la face Est du Mont Rose entraînera des ajustements mécaniques et thermiques de la glace et de la roche sur et dans la paroi. Une forte activité de chutes de blocs et de glace se poursuivra donc très probablement et des événements de grande ampleur ne peuvent être exclus.
  Kääb & al 2004 - P
Monde :
Une perturbation du permafrost par des températures changeantes peut amener une augmentation de la fréquence et de l'intensité des coulées de boue et des chutes de blocs et rochers.
  IPCC 2001 - R
Alpes :
Une dégradation des permafrosts dans les fractures des falaises peut avoir des impact à long terme sur l'activité des chutes de blocs et de rochers.
  Haeberli & Beniston 1998 - A

 

 

 


FRÉQUENCE
DES ÉBOULEMENTS ET CHUTES DE BLOCS

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – Massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie) :
L’observation et la comparaison des photographies complétées par des mesures de terrain ont permis de répertorier une cinquantaine d’événements d’écroulements passés depuis la fin du Petit Âge Glaciaire jusqu’à aujourd’hui. Ces événements se sont produits pour l’essentiel au cours des soixante dernières années, avec des volumes variables, de plusieurs centaines à plusieurs centaines de milliers de m3. Cette analyse a permis de mettre en évidence deux périodes principales qui se caractérisent par une fréquence accrue des écroulements : une première période à la fin des années 1940 et au début des années 1950, puis une seconde à partir des années 1980. La première période présente une activité qu’on ne retrouve pas au cours des périodes antérieures, puisque pendant près d’un siècle, depuis la fin du Petit Âge Glaciaire jusqu’au milieu du XXe siècle (1947 pour les Aiguilles de Chamonix et 1950 pour les Drus), pratiquement aucun éboulement ne s’était produit – mis à part un petit écroulement au Drus déclenché par un séisme en 1905. La fréquence des écroulements a ensuite très fortement diminué au cours des années 1970, avant d’augmenter à nouveau jusqu’à atteindre une fréquence particulièrement marquée au cours des deux dernières décennies, en particulier dans le secteur des Aiguilles de Chamonix (où le nombre d’événements est plus important) mais aussi sur la face ouest des Drus (avec une augmentation des volumes liée à la succession d’événements qui ont conduit à l’écroulement du pilier Bonatti en juin 2005). Il y a donc une forte corrélation entre l’occurrence de ces événements depuis 150 ans et les périodes les plus chaudes observées à Chamonix au XXe siècle (l’été et l’année 1947 étant le second été le plus chaud – après celui de 2003 – et l’année la plus chaude enregistrés depuis 1934) et au début du XXIe siècle, en particulier au cours des deux dernières décennies qui présentent la plus forte augmentation des températures moyennes.
Le laboratoire EDYTEM travaille sur ces thèmes de recherche à partir des observations et des analyses menées depuis plusieurs années dans le massif du Mont-Blanc. L’une des méthodes employées pour l’étude des écroulements en haute montagne qui permet de s’affranchir des possibles biais d’observation est l’utilisation non pas des seuls témoignages historiques mais des photographies. Cette méthode a été mise en œuvre sur deux secteurs pour lesquels le large corpus de photographies historiques disponible offre une couverture temporelle à peu près continue depuis 150 ans : la face ouest des Drus et le versant nord des Aiguilles de Chamonix. Ces clichés (plusieurs centaines) permettent de remonter jusqu’à 1860, période de l’avènement de la photographie de montagne, qui correspond à la fin du Petit Âge Glaciaire. Deline 2011 - P

Aiguilles de Chamonix, massif du Mont Blanc (Alpes françaises) :
Pris isolément, le rôle du pergélisol dans le déclenchement éboulements dans les parois rocheuses abruptes de haute montagne est extrêmement difficile à établir. Ce rôle est néanmoins fortement étayé par des preuves issues de l'analyse de 42 éboulements documentés (d’un volume allant 500 à 65 000 m3) sur la face nord des Aiguilles de Chamonix depuis 1862 : (i) toutes les chutes de pierres proviennent de la zone de pergélisol ; (ii) une très bonne corrélation existe entre les chutes de pierres et les périodes les plus chaudes dans la période d'étude : 70% des 42 éboulements ont eu lieu au cours des deux dernières décennies, caractérisées par l'accélération du réchauffement climatique ; (iii) la fréquence maximale de ces effondrements s’est produite lors de la canicule de 2003, sans fortes précipitations ou séisme au cours de cette période, ce qui peut être expliqué uniquement par la dégradation du pergélisol ; plus généralement, des étés chauds (1947, 1976, 1983, 2003) sont des périodes de déclenchement des chutes de pierres ; (iv ) l'altitude moyenne des cicatrices (3130 m d'altitude) est proche de la limite inférieure du pergélisol, où la dégradation est potentiellement plus active, (v) les topographies convexes (crêtes, éperons et piliers), caractérisé par des flux de chaleur sur les parois rocheuses bien exposées, semblent avoir tendance à s'effondrer probablement à cause d'une dégradation plus rapide du pergélisol.

Un contrôle climatique sur la topographie est donc détectable dans les données topographiques et le déclenchement de la plupart des éboulements reconnus sur les Aiguilles de Chamonix depuis la fin du Petit Âge Glaciaire est probablement contrôlé par la dégradation actuelle du pergélisol [la relation entre la fréquence cumulée et le volume des éboulements sur les périodes 1862-2009, 1862-1990 et 1990-2009 montre que les deux dernières décennies, marquées par une accélération du réchauffement planétaire, ont connu une fréquence de chutes de pierres beaucoup plus importante que lors de la période 1862-1990].

En comparant d’anciennes, récentes et nouvelles photographies, en plus de données géomorphologiques de terrain, cette étude propose un état des lieux des éboulements qui se sont produits depuis la fin de la Petit Âge Glaciaire (PAG) sur le côté nord des Aiguilles de Chamonix (Mont Blanc), allant dans le volume 500 à 65 000 m3. Parce que cet inventaire d'éboulement est basé sur des données objectives (série de photographies), et non sur des témoignages ou des rapports, il évite les biais qui résulterait d'une récente augmentation de l’attention portée au phénomène produisant une meilleure documentation. En outre, la couleur rougeâtre de la patine rocheuse sur les faces granitiques est directement liée à la durée d'exposition de la surface : les cicatrices gris clair restent visibles pendant plus de mille ans dans le massif du Mont Blanc. Le fort contraste de couleur des cicatrices sur les parois rocheuses et la haute qualité des photographies permet une analyse très détaillée des parois et de garantir un inventaire exhaustif des éboulements. Cette reconstruction de l’ évolution des parois rocheuses sur la face nord des Aiguilles de Chamonix depuis la fin de la PAG peut ensuite être comparée à l'évolution du climat au cours de la même période. Ravanel & Deline 2011 - A
Alpes valaisannes (forêt de Schilt, Suisse) :
Au total, 154 blessures ont été datées pour la période 1975-2006, aboutissant à une activité moyenne de 4.8 impacts par an. Seules cinq blessures sont datées d'avant 1985, lorsque moins de 75 % des arbres échantillonnés étaient présents. C'est pourquoi les changements de l'activité de chute de pierres seront seulement analysés pour la période 1985-2006. En conséquence, l'activité moyenne de chute de pierres s'élève à 6.8 impacts par an.

Il y a une importante variation de l'activité de chute de pierres d'une année à l'autre et aucune tendance claire ne peut être déduite de la série obtenue. L'activité était de loin la plus importante en 1995, avec un total de 66 blessures enregistrées (43 %), c'est-à-dire que trois arbres sur quatre auraient été blessés. Le deuxième événement le plus important a été daté de 2004, avec un total de 23 blessures observées. En revanche, des années sans blessures du tout (1985, 1987 et 1989) et des années avec seulement une blessure (1993 et 2000) ont également été observées.
 Seules les blessures bien définies et clairement visibles ont été échantillonnées à leur extension maximale. Les sections transversales ont été analysées en utilisant des méthodes de dendrochronologie standard (Stokes et Smiley, 1968; Bräker, 2002). 32 arbres ont été abattus sur le site d'étude et 123 sections transversales préparées, pour un total de 154 blessures. Au total, 207 perturbations de croissance (GD) ont été identifiées comme réaction aux 154 impacts. Schneuwly & Stoffel 2008 - A
Alpes :
Pendant le retrait des glaciers alpins après la dernière glaciation, divers éboulements se sont produits en raison de la déconsolidation des versants. La datation des différentes manifestations témoigne de l'âge holocène, et non pour une survenue à la fin de la dernière glaciation, au début de la première phase de réchauffement. Certains de ces événements se sont produits au cours de périodes chaudes, d'autres se sont produites dans les périodes plus fraîches dans un contexte d’avancée glaciaire. Cependant, pour la phase la plus frappante du réchauffement holocène, dit optimum climatique, aucun éboulement n’a été détecté. On pense que le processus de maturation est de longue durée, possiblement des milliers d'années, voire même plusieurs changements climatiques. De l'analyse historique des éboulements durant les 2000 dernières années, il peut être déduit que de nombreux événements ont été déclenchés par la pluie ou de longues périodes d'humidité. Des phases humides se sont produites aussi bien pendant les périodes les plus froides que pendant les périodes les plus chaudes. Au cours de la froideur marquée du « Petit âge glaciaire », les éboulements ont été plutôt rares. Le nombre d'événements a nettement augmenté au début de réchauffement après 1850. Jusqu'à présent, le réchauffement de plus en plus accentué du climat ne montre pas d'augmentation des éboulements. Quoi qu'il en soit, ce genre d'événement est plutôt rare. Dans le domaine alpin, il n'arrive qu'une fois dans un intervalle d'environ 5-10 ans.
 Environ 230 éboulements plus ou moins bien documentés depuis la fin Pléistocène dans la région alpine ont été analysés. [Voir l'étude (en allemand)] Gruner 2006 - A
Alpes suisses :
Au cours du 20e siècle, l’activité des chutes de rochers a augmenté de manière considérable dans les PréAlpes suisses. Par contre, l’intensité des phénomènes est restée à un niveau bas.
Reconstruction de chutes de blocs entre 1881 et 2000 (250 événements) en utilisant des méthodes de dendromorphologie. Perret & al. 2006 - A
Alpes suisses - Täschgufer (Valais) :
Il semble n'y avoir eu aucune période depuis 1600 sans chute de blocs et l'activité consistait généralement en événements de faible intensité-fréquence élevée. De plus, un événement de forte intensité-faible fréquence, qui a (presque) complètement détruit le peuplement forestier dans le secteur Sud de la pente, a été identifié en 1720. Comme conséquence indirecte de l'événement de 1720, les arbres ont abondamment recolonisé la pente.

L'activité reconstruite des chutes de blocs montre une grande variabilité tout au long de la pente. De nombreuses GD ont été observées dans les arbres situés au-dessus de 1700 m d'altitude, où les peuplements deviennent progressivement moins denses. La distribution spatiale des intervalles de répétition coïncide en grande partie avec la distribution de la structure par âge et les arbres les plus vieux sont généralement trouvés dans des secteurs avec un nombre relativement bas de GD. Au contraire, les arbres les plus jeunes sont en grande partie concentrés dans des secteurs où les chutes de blocs ont provoqué des GD à plusieurs reprises.

Pour analyser l'activité passée des chutes de blocs, "un taux" défini comme le nombre d'impacts par mètre de largeur (de toutes les surfaces des arbres échantillonnés) par décennie a été défini. Les résultats montrent clairement que ce taux a continuellement diminué après l'événement de 1720 dans les deux secteurs. Des taux de chutes de pierres significativement bas ont été observés pour les décennies 1850, 1960 et 1970 au Nord et pour les années 1820 dans le secteur Sud. Au contraire, des taux élevés ont été identifiés pour les décennies 1870 et 1990 dans le secteur Nord et 1770 dans le secteur Sud.

Les données reconstituées montrent que la forêt ayant recolonisé le secteur Sud après l'événement de 1720 a progressivement amélioré sa fonction de protection, réduisant les taux par un facteur 13 entre les années 1740 et 1990. Dans la forêt bien établie du secteur Nord, l'efficacité de la forêt a été temporairement réduite par les chutes de blocs en 1720, aboutissant à une augmentation des taux. Depuis lors, la fonction de protection du peuplement forestier a de nouveau augmenté.

Selon Lauber (1995), l'activité chutes de blocs à Täschgufer a apparemment augmenté dans les années 1980 et de nouveau après 1993. Ces observations ont récemment été confirmées par des analyses dendrochronologiques (Stoffel et al., sous presse), qui ont montré que presque 90% de l'activité annuelle des chutes de blocs se produisent en avril et mai.
 Les auteurs ont échantillonné des arbres sévèrement affectés, montrant des signes évidents de perturbations de croissance (GD), provenant à la fois des dépôts d'éboulements (secteur Nord) et du secteur Sud de la pente. Au total, 135 L. decidua Mill. (564 échantillons) de la pente exposée aux chutes de blocs et 17 (34 échantillons) du site de référence non exposé ont été échantillonnés en 2002.

Les échantillons ont été analysés et traitées d'après les procédures standard présentées par Bräker (2002). Les courbes de croissance des échantillons affectés ont alors été obtenues à partir de la chronologie de référence (1596-2002) construite grâce aux 17 arbres non affectés.

Les auteurs utilisent donc un « taux » de chutes de blocs exprimé comme le nombre de chutes de blocs (GD) par mètre de largeur (de toutes les surfaces des arbres échantillonnés) par décennie au lieu d'analyser des valeurs absolues. Ces taux ont ensuite été convertis en valeurs logarithmiques, une ligne de tendance de régression des puissances a été calculée et les résiduels du modèle de régression ont été déterminés.
Stoffel & al 2005b - A
Alpes suisses :
Environ 800 événements de chutes de blocs ont été évalués sur le flanc nord des Alpes en Suisse au cours des 500 dernières années. Il n'y a pas de corrélation évidente entre les périodes humides respectivement chaudes et une accumulation d'événements de chute de blocs entre 1500 et 1900.
 Voir l'étude [en allemand] Gruner 2004 - A


Observations

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

Etudes de cas régionales – Régions de haute montagne des Alpes suisses :
Bien que l'échantillon d’éboulements rocheux soit petit – une limitation inhérente à ce type d’études – certaines tendances dans la survenue d'événements au cours des XXe et XXIe siècles peuvent être distinguées. Tout d'abord, une forte augmentation de la fréquence des événements a été documentée à partir des années 1980 et 1990 jusqu’à nos jours. Il est hors de doute que cette tendance peut être attribuée en partie à une augmentation du niveau de documentation au cours des dernières années par rapport aux périodes antérieures. Cependant, il est intéressant de noter que la tendance à l'augmentation des éboulements rocheux reste également vraie si l'on considère seulement les grands événements (> 100 000 m3). Ces derniers sont supposés montrer un niveau de documentation plus constant sur la période d'observation, et sont donc moins biaisés que les ruptures de petit volume. En outre, l'analyse montre qu’un pic plus précoce de l'augmentation de l'activité des éboulements rocheux s'est produit autour des années 1940. Ceci est remarquable parce que cette période a été caractérisée par des températures plus élevées.

Etude de cas locales – Région des Aiguilles de Chamonix, massif du Mont Blanc, Alpes françaises du Nord :
Plusieurs aspects de l'analyse des éboulements rocheux sur les Aiguilles de Chamonix au cours du XXe siècle et dans la première décennie du XXIe siècle sont remarquables. Tout d'abord, une forte augmentation de la fréquence des événements peut être identifiée dans les années 1990 et les années 2000. Un second pic d'activité accrue est observé pour les années 1940, tout comme dans le cas de l'inventaire régional des éboulements rocheux. Une étude utilisant une méthodologie similaire dans la face ouest des Drus, située plus au nord, de l'autre côté de la Mer de Glace, a également confirmé cette tendance. L'analyse des volumes éboulés révèle en outre que la fréquence des événements au cours des deux dernières décennies a augmenté pour toute les gammes de volumes par rapport à la période antérieure à 1990.

Conclusion :
Une conclusion fondamentale de l'analyse des études locales et régionales est qu'elles sont cohérentes en termes de tendances observées dans l'activité des éboulements rocheux sur les derniers ~100 ans. C'est remarquable parce que les données sources et les méthodes de collecte et d'analyse sont différentes et totalement indépendantes. La cohérence en terme de localisation géographique est maintenue entre les deux zones d'étude car elles font partie de la même région alpine. Comme l'étude locale représente un inventaire quasi-complet et confirme le signal du changement constaté au niveau régional, la preuve d'une tendance réelle de l'augmentation des éboulements rocheux peut être considérée comme plus robuste pour les Alpes centrales.

Perspectives de recherche :
En combinaison, les preuves accumulées dans diverses régions de haute montagne à travers le globe soulignent fortement le rôle du réchauffement climatique, en reliant la fonte et le retrait associés de la glace de surface et de sub-surface, et la stabilité des pentes. Pour les Alpes, nous avons vu que l'augmentation de la fréquence des éboulements rocheux dans les années 1940 et surtout depuis les années 1990 coïncide avec des températures annuelles moyennes de l'air (MAAT) plus élevées. Vues les difficultés d'interprétation des ruptures de versant, nous devons donc examiner avec prudence la relation apparente avec la MAAT sur la base des données actuellement disponibles. Cependant, tandis que le signal du réchauffement et l'accroissement de l’activité des éboulements sont relativement faibles pour les années 1940, ils sont beaucoup plus forts pour les deux variables pour la période depuis les années 1990. Les processus physiques qui sont susceptibles d'être responsables d’un accroissement des mouvements de terrain sous des températures plus élevées ne sont pas encore tout à fait clairs pour autant. Le recul des glaciers et la décompression peuvent avoir un effet à l'échelle de temps de la décennie / du siècle. Une production accrue d'eau de fonte avec une infiltration dans les joints de la roche peut être un autre effet de l’élévation des températures moyennes de l'air, qui remonte aux années 1940. Il n'est pas encore compris depuis quand au cours du siècle dernier et dans quelle mesure, la dégradation du pergélisol a commencé à jouer un rôle plus important dans le changement de la stabilité des pentes. Les observations de terrain indiqueraient les années 1990 et 2000. En outre, sur des échelles de temps plus longues, il est intéressant de noter qu'un certain nombre d'études récentes dans les Alpes et l'Himalaya ont trouvé des preuves d’une augmentation de la fréquence des mouvements de terrain (coulées de débris et grands éboulements rocheux) pendant les périodes chaudes et humides de l'Holocène.

Etudes de cas régionales : L'étude régionale est basée sur un inventaire des 52 éboulements rocheux qui se sont produits entre 1900 et 2010 dans les régions de haute montagne de la Suisse et les régions frontalières avec l'Italie et la France. Le jeu de données a été développée et étendu au cours des années récentes et est basé sur des publications scientifiques, des articles de journaux, des observations de terrain et des commentaires et observations personnelles, et est maintenant exploitée par le Réseau de surveillance du pergélisol suisse (PERMOS). Seuls les éboulements rocheux importants avec des volumes de plus de 1000 m3 et avec une zone de rupture à une altitude supérieure à 2000 m (c'est à dire, au-dessus de la limite des arbres) ont été pris en compte pour cette étude (l'inventaire des PERMOS comprend au total > 150 événements, mais ici seuls les événements pour lesquels des estimations de volume ont pu être faites sont utilisés). Le jeu de données utilisé ici représente certainement un nombre minimal d’éboulements rocheux, comme tous les éboulements rocheux qui se sont produits dans la nature n’ont pas été observés et documentés. Cela est particulièrement vrai pour les périodes antérieures du XXe siècle et pour les zones les plus reculées des Alpes. L'intérêt récemment accru à la fois scientifique et médiatique pour la relation entre le changement climatique et la stabilité des pentes, et l’avancée des technologies de surveillance, ont conduit à une activité accrue de documentation.

Étude de cas locale dans la région des Aiguilles de Chamonix (massif du Mont Blanc) : Ce cas porte sur des pitons rocheux qui s'étendent entre la Mer de Glace et le glacier des Bossons, à des altitudes comprises entre 3300 et 3800 m. Grâce à la longue tradition de l'alpinisme à Chamonix, au pied de ces montagnes, de riches archives de photographies historiques remontent à 150 ans (albums de guides de montagne, cartes postales, collections privées et collections de musées), sur la base desquelles un inventaire local détaillée des événements d’éboulements a été établi. Seules les photos de qualité adéquate ont été utilisées, et seuls les éboulements rocheux > 500 m3 ont été pris en compte pour réduire les erreurs systématiques de la documentation. Des sources orales et écrites supplémentaires ont été utilisées pour confirmer la datation des éboulements identifiés sur les photographies. Pour estimer les volumes éboulés, un dispositif de balayage laser terrestre a été utilisé, soutenu par l'analyse des modèles numériques de terrain précis. Comme avec la plupart des estimations de volume, la marge d'erreur peut être assez élevée et atteint 10-50%. Quarante-neuf éboulements rocheux avec des volumes allant jusqu'à 65 000 m3 ont été documentés. L'étude locale à Chamonix présente un grand avantage sur l'étude régionale en ce qu'elle évite raisonnablement le biais de la documentation qui est inhérent à de nombreux inventaires d’événements et catastrophes couvrant des périodes de plusieurs décennies, découlant d'un niveau généralement accru de la documentation dans les temps plus récents. L'utilisation de photographies permet une représentation des événements d’éboulements rocheux quasi-objective tout au long du XXe siècle sans cela très difficile à réaliser.

Huggel & al. 2012 - A

Autriche :
L’augmentation potentielle des risques de chutes de blocs provoquée par le changement climatique est une préoccupation majeure exprimée tant dans les médias scientifiques que non scientifiques. Un inventaire des chutes de blocs existant pour l'Autriche incluant 252 événements de ca. 1900 à 2010, principalement dans les zones non-pergélisol, a été analysé. La corrélation des événements avec les températures est très faible et aucune augmentation de la fréquence des éboulements durant les périodes chaudes n’a été observée. Le pic d'activité des chutes de pierres est au printemps, alors que dans les dernières décennies un maximum estival secondaire est apparu dans les enregistrements. Une raison possible de ce changement est une réduction de l’activité des chutes de pierres au printemps en raison d'hivers plus doux. Les auteurs concluent qu’une mise en garde prématurée d’une augmentation des risques de chutes de pierres, en particulier en dessous de la limite du pergélisol, n'est pas étayée par les données existantes.

La base de données utilisée pour l'analyse est manifestement insuffisante et biaisée ; tirer des conclusions quant à l'impact du changement climatique doit être fait avec prudence. La base de données incomplète rend difficile une analyse statistique rigoureuse, le même problème a déjà été noté pour les inventaires de glissements de terrain. Il ne faut pas s'attendre à une corrélation significative avec la température, car l'approche d'ensemble ne tient pas compte de la situation microclimatique spécifique de chacun des événements individuellement. Toutefois, l'accent est mis sur des tendances globales, qui n’apparaissent pas dans les données. Comme la comparaison entre les données anciennes et les plus récentes (siècle dernier contre dix dernières années) n'est pas possible, il n'y a actuellement aucune indication d'une augmentation du nombre de chutes de pierres provoquées par le réchauffement climatique en dehors des zones de pergélisol. Gruner (2008) est arrivé à la même conclusion en Suisse.

L'étude est fondée sur la base de données fournie par la Commission géologique autrichienne, qui dresse la liste des mouvements de masse d’intérêt public et leur couverture médiatique, et qui comprend également les grands événements historiques des archives. Les données sont accessibles gratuitement sur Internet comme une application GeoMap ("Massenbewegungen online"). Le jeu de données est incomplet parce que la collecte des données dans le passé n’était pas systématique. Il est supposé qu’une exhaustivité raisonnable n'a pas été atteinte jusqu'à la dernière décennie, au cours de laquelle la disponibilité des journaux et des rapports sur Internet a fortement augmenté. Un biais dans la répartition à long terme doit être pris en considération. Grâce à l'expérience des personnes en charge à la Commission géologique, de plus en plus d'informations concernant les mouvements de masse (journaux locaux, rapports administratifs, thèses, etc.) ont été mis en ligne au cours des dernières décennies. En outre, les zones de peuplement permanent et les infrastructures dans les Alpes sont en constante augmentation, ce qui implique un nombre croissant de rapports de dommages. Enfin, les risques naturels et les mesures de protection sont devenus très importants dans l'agenda politique, ce qui implique de plus en plus les rapports des médias. Une quantification précise de ce nombre croissant de rapports n'est pas possible, cependant, l'augmentation générale des informations est incontestable. Sass & Oberlechner 2012 - A
Alpes françaises – Massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie) :
L’étude des écroulements actuels a révélé entre 22 et 72 événements qui se sont produits chaque été entre 2007 et 2009 – et une trentaine d’événements non encore analysés répertoriés pour 2010. Là encore, on observe une étroite correspondance entre l’occurrence de ces écroulements et les périodes chaudes (par exemple entre le 10 août et début septembre en 2009, et pendant les trois premières semaines de juillet 2010). En outre, l’exploitation de l’imagerie satellitaire (SPOT) de l’été 2003 a permis de relever 182 écroulements sur l’ensemble du massif dont 152 situés dans le secteur couvert par le réseau d’observateurs, c’est-à-dire deux fois plus qu’au cours de l’année 2009 très active. Bien que la série d’observation soit assez courte, on retrouve donc pour un pas de temps beaucoup plus court la relation mise en évidence sur les derniers 150 ans entre l’occurrence des écroulements en haute montagne et les conditions climato-météorologiques dans lesquelles ils s’inscrivent.
L’approche sur photographies est complétée par un réseau d’observateurs constitué de guides et de gardiens de refuges, mis en place depuis 2005 en collaboration avec les collègues valdôtains dans le cadre du projet Alcotra PERMAdataROC et qui se poursuit dans le cadre du projet Espace Alpin PermaNET. L’intérêt d’un tel réseau d’observation provient de son caractère systématique et repose évidemment sur sa pérennité. Ce réseau est pleinement fonctionnel depuis 2007 sur les versants français (chamoniard) et italien du massif du Mont Blanc. Par ailleurs, ces observations sur ces pas de temps séculaire et annuel sont complétées par des relevés par laserscanning effectués dans l’ensemble du massif avec une périodicité annuelle sur une douzaine de parois type dont certaines sont équipées de capteurs de température de la roche. Deline 2011 - P
Alpes françaises – Département de la Savoie :
En Savoie, parmi les évolutions constatées par les services du département traduisant de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés, on constate une recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver (70 évènements sur l’année en 2009, 70 évènements à mai 2010).
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 :
L
a dégradation peut favoriser certains processus géomorphologiques tels que les écroulements rocheux. Ces dernières années, de grands écroulements rocheux ont affecté de nombreux massifs de montagne en haute altitude, comme en 2002 dans le Caucase, où un écroulement rocheux de 5 millions de m3 a raboté le glacier situé en contrebas, engendrant une avalanche mixte de plus de 100 millions de m3. Celle-ci a parcouru près de 19 km, avant de se transformer partiellement en une coulée de boue qui s’est écoulée sur une quinzaine de kilomètres supplémentaires, ravageant un village en y faisant 140 morts. Une catastrophe similaire dans les Alpes ne peut être exclue, en raison de l’importance des glaciers au pied de certaines de plus hautes faces rocheuses. L’écroulement de la Punta Thurwieser (Valteline, Italie) par exemple, pourtant beaucoup plus réduit (2,5 millions de m3), a fortement modifié le paysage en 2004 . Sur le versant italien du massif du Mont-Blanc, un volume rocheux de 2 millions de m3 a dévalé le glacier de la Brenva sur plus de 2300 m de dénivelé en 1997, déclenchant une grande avalanche en aérosol qui est remonté sur le versant opposé sur plusieurs centaines de mètres en tuant deux skieurs. Si ces exemples illustrent la vigueur de ces phénomènes, ils ne permettent pas d’affirmer que leur fréquence est aujourd’hui plus élevée. Néanmoins, un été tel que celui de 2003, avec un minimum de 135 éboulements et écroulements recensées pour le seul massif du Mont-Blanc, suggère une augmentation de cette fréquence. Déclenchés en l’absence de précipitations et sans séismes notables, ces écroulements de l’été 2003 semblent liés à la dégradation du permafrost. [voir références dans l'étude]
  Ravanel 2009 - A
Alpes :
Une conclusion solide sur une augmentation des chutes de rochers [...] à partir des observations est difficile. Ceci est du à la faible fréquence des événements et au biais inconnu qui est du à de meilleures observations ces derniers temps. Il est cependant impressionnant que, au moins quatre événements avec des volumes d’environ 1 millions de m3 ou plus sont survenus dans des falaises rocheuses alpines de permafrost pendant la dernière décennie : Brenva (Italie) en 1997, Punta Thurwieser (Italie) in 2004, et Dents du Midi et Dents Blanches (Suisse) en 2006.


Le fait que de la glace ait été visible dans la zone de détachement de nombreux événements pendant l’été 2003 supporte la supposition de la fonte de fractures remplies de glace. De nombreux événements sont survenus à partir d’arêtes, d’éperons et de pics, sûrement à cause de la fonte plus rapide dans ce genre de géométries [Noetzli et al., 2007]. La plupart des chutes de rochers dans les Alpes pendant l’été 2003 ont été observées entre la mi-juin et août, et peuvent être attribuées avec une certaine certitude à la canicule estivale. Il est intéressant de noter que cet épaississement de la couche active est plus précoce que ce qui pourrait être attendu à partir d’un modèle de conduction de la chaleur à une dimension [cf. Gruber et al., 2004b]. Cette fonte plus précoce dans une topographie complexe que dans des cas à une dimension et la fonte par circulation d’eau sont donc des raisons possibles.
 Revue bibliographique sur les effondrements massifs. Comparaison avec des modèles à une dimension et à topographie complexe. Gruber & Haeberli 2007 - A
Massif du Mont-Blanc :
Les parois rocheuses à permafrost de haute altitude sont affectées par des processus gravitaires : éboulements de quelques dizaines de m3, avec par exemple une très haute fréquence dans le massif du Mont Blanc lors de l'été 2003 ; écroulements dont les volumes sont variables, de quelques milliers de m3 comme à la Tour des Grandes Jorasses en mai 2002, à plusieurs centaines de milliers de m3 comme aux Drus en juin 2005, voire à plusieurs millions de m3 comme à la Punta Thurwieser (Valtellina, Italie) le 18 septembre 2004. Le volume rocheux écroulé (environ 2,5 Mm3) a parcouru des distances horizontale et verticale de 2500 et 1400 m.
Observations directes Deline 2006 - P
Alpes italiennes :
Au cours des deux dernières décennies, de nouvelles zones de détachement de chutes de blocs se sont développées dans la zone du Monte Rosa. Les zones de départ des chutes de blocs sont localisé dans la falaise très abrupte au dessus de 3500m asl et sont distribuées sur toute la face Est du Mont Rose. Ceci indique une stabilité réduite des socles rocheux et montre que l’activité des chutes de blocs est non seulement affecté par les cycles gel/dégel, mais également par les changements des conditions dans les glaciers, les permafrosts et les socles rocheux  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. La comparaison des changements de longueur du glacier avec les zones de départ des chutes de blocs montre que de nombreuses chutes de blocs surviennent des zones récemment déglacées de la face Est du Mont Rose.
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.
Les zones de détachement ont été détectées et analysées à partir de la combinaison d’observations visuelles journalières pendant les visites de terrain (été 2003 et 2004), de photogrammétrie et de photos obliques. Des zones de détachement, des chenaux de transferts et la fréquence des mouvements gravitationnels ont été observés et enregistrés pendant le travail de terrain. Les zones de détachement ont été découpées en deux groupes, celles issues de chutes de séracs et celles de chutes de blocs et laves torrentielles. Les caractéristiques géologiques du Mont Rose ont été inspectées pendant les visites de terrain et une carte géologique a été compilée. Fischer & al. 2006 - A
Alpes suisses :
Pendant l'été caniculaire de 2003, de nombreux éboulements ont été observés dans les régions alpines, plus particulièrement en haute altitude et sur les pentes exposées au Nord. La fréquence exceptionelle des éboulements pendant l'été 2003 ont montré que la déstabilisation est une réaction immédiate à la chaleur extrême.
  ProClim 2005 - R
Alpes suisses :
Au 20e siècle, il est devenu évident qu'il y avait en augmentation des événements de chutes de roches en hiver pendant la période froide entre 1950 et 1980 en raison de la contraction des masses rocheuses et la dilatation des joints. Le nombre d’événements était plus élevé que durant les périodes chaudes entre 1900 et 1950 et surtout au cours des années 1980 en dépit de l'augmentation des précipitations intenses. Une augmentation générale des événements de chute de blocs en raison du réchauffement climatique n'est pas été perceptible.
 Voir l'étude [en allemand] Gruner 2004 - A
Alpes suisses :
Au cours de l’été 2003, des pentes contenant des fissures remplies de glace étaient devenues instables, rendant la zone dangereuse pour les alpinistes. Par exemple, le 15 juillet, environ 100 personnes ont du être transporté par hélicoptère depuis le Cervin après que des chutes de rochers aient bloqué leur descente. Au moins 50 personnes sont mortes en Suisse pendant l’été 2003 à cause des chutes de blocs.
  Schiermeier 2003 - A


Modélisations

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


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Monde / Alpes :
En plus de l'influence des changements à long terme dans les températures moyennes de l'air, il a été récemment découvert que de nombreuses ruptures de versant dans les années 1990 et 2000 dans les régions de haute montagne des Alpes, d'Alaska et de l'ouest du Canada, et de Nouvelle-Zélande ont été précédées par des périodes de températures maximales très élevées dans les jours ou semaines avant la rupture. Les observations de terrain et de nouvelles mesures de déformation des versants rocheux suggèrent que l'effet déclencheur des périodes chaudes se fait principalement par la génération rapide de quantités importantes d'eau de fonte de la neige, des glaciers et du pergélisol.
Dans les Alpes, il est prévu que ces périodes chaudes avec des températures de l'air de plusieurs degrés au-dessus du point de congélation jusqu'à des altitudes de 3500-4000 m d'altitude se produiront 1,5-4 fois plus fréquemment en 2050 que durant la période 1950-2000. Bien que des recherches supplémentaires soient clairement nécessaires dans ce domaine, il est probable que l'augmentation des températures moyennes et maximales de l'air, avec de plus un fort retrait glaciaire et la dégradation du pergélisol va être accompagnée par une augmentation des éboulements dans de nombreuses régions de haute montagne du monde. Certaines de ces ruptures de versant peuvent avoir un impact sur les transports, l'énergie ou les infrastructures touristiques et dans certains cas sur le bâti. Les plus critiques sont les situations où les éboulements se transforment en coulées de débris très mobiles ou génèrent des ondes de crue en impactant les lacs naturels ou artificiels. Dans ces conditions, des distances de destruction potentielle beaucoup plus longues doivent être anticipées. Un suivi régulier, des systèmes d'alerte précoce, des interventions structurelles et autres mesures de réduction des risques doivent être pris en considération pour éviter des dommages aux personnes et aux biens .
Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne. Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. [Details: cf. 'Observations' dans les sections 'Facteurs de contrôle' + 'Frequence des éboulements et chutes de blocs']. Huggel & al. 2012 - A
Autriche :
Si les hivers deviennent plus chauds dans les décennies à venir (Matulla et al., 2004), l'activité des chutes de pierres en hiver et au printemps pourrait encore diminuer. Des fréquences accrues d'événements de pluies orageuses (pour lesquels il n'existe actuellement aucune indication) pourraient amplifier le maximum secondaire en été qui a été observé au cours des dernières décennies. Une intensification des chutes de pierres à des altitudes plus élevées en raison de la dégradation du pergélisol va s’ajouter à cette augmentation. Prises ensemble, ces tendances devraient conduire à une répartition plus équilibrée des événements de chutes de pierres entre les saisons. Une fois de plus, il faut souligner que les changements propres à chaque site dans des conditions microclimatiques (par exemple des changements temporels et spatiaux des charges l’enneigement local) ne peuvent pas être déduits de la base de données.
Avec des étés plus chauds dans les décennies à venir, la fréquence de chutes de pierres va probablement s’accroître dans les zones de retrait du pergélisol. Toutefois, dans les régions beaucoup plus étendues sans pergélisol, des hivers plus doux vont probablement réduire le nombre de chutes de pierres. Dans quelle mesure l’augmentation des précipitations et donc des pressions interstitielles va contrecarrer cet effet n'est pas clair. Toutefois, il n'y a pour le moment aucune raison de supposer une augmentation générale du nombre annuel de chutes de blocs sous la limite inférieure du pergélisol en Autriche. Cette constatation contredit les nombreux avertissements trouvés dans les médias publics et aussi les assertions générales simplificatrices du rapport d'évaluation du GIEC (2007), dans lequel une augmentation globale des risques géomorphologiques dans les régions alpines est prévu
e.
L'étude est fondée sur la base de données fournie par la Commission géologique autrichienne, qui dresse la liste des mouvements de masse d’intérêt public et leur couverture médiatique, et qui comprend également les grands événements historiques des archives. Sass & Oberlechner 2012 - A
Alpes (haute montagne) :
(...) La relation entre la fréquence cumulée et le volume des éboulements sur les périodes 1862-2009, 1862-1990 et 1990-2009 montre que les deux dernières décennies, marquées par une accélération du réchauffement planétaire, ont connu une fréquence de chutes de pierres beaucoup plus importante que lors de la période 1862-1990, ce qui suggère que la fréquence des éboulements à haute altitude devrait augmenter si la tendance actuelle se poursuit.
 
[voir section 'Reconstructions'] Ravanel & Deline 2011 - A
Reintal North Face (Bavarian Alps):
Si la tendance au réchauffement se poursuit ou s'accélère dans le futur, l'intensité et la fréquence des épisodes orageux est susceptible d'augmenter aussi et déclenchera une activité accrue d'événements secondaires de chutes de blocs (Krautblatter and Moser, 2006).
Entre 1999–2003, les chutes de blocs ont été mesurées en continu sur douze collecteurs installés sur huit talus d'éboulis au pied d'une paroi rocheuse de 400-600m de haut. La combinason des mesures à haute résolution temporelle et d'observation directes a permis de relier l'intensité des chutes de blocs à certains facteurs déclenchants tels que les pluies orageuses ou les conditions de gel-dégel intense. Krautblatter & Moser 2009 - A
Alpes :
Pour les versants rocheux non-englacés, mais soumis à la dégradation du permafrost, le réchauffement des prochaines décennies va amener de nombreux secteurs à une température critique, ce qui devrait entraîner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des écroulements sur les parois rocheuses de haute montagne.
[voir références dans l'étude].
  Ravanel 2009 - A
Massifs subalpins français :
Une augmentation de la température annuelle moyenne devrait entrainer une diminution du nombre de cycles gel-dégel à ces altitudes (200-1600 m) et donc une diminution de la fréquence des chutes de blocs (pour ce type de phénomènes). Au contraire, à plus haute altitude, où le nombre de cycles gel-dégel augmentera, on peut s'attendre à une augmentation de la fréquence des chutes de blocs (Frayssines et Hantz, 2006).
  Hantz 2007 - C1
Alpes :
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.
  Seiler 2006 - P
Alpes suisses :
Des modifications de températures à des profondeurs importantes auront pour effet d'augmenter les dangers de gros éboulements.
  ProClim 2005 - R
Alpes suisses :
Après la réponse immédiate comme celle observée au cours de l’été 2003, une réponse décalée surviendrait. Le profil des températures dans les permafrosts serait perturbé et la limite inférieure de la couche du permafrost remonterait en surface (réponse finale) les deux causant de larges et profondes instabilités dans des délais allant de la décennie aux siècles. Ainsi, si l’on suit les projections d’augmentation des températures moyennes, annuelles et estivales pour le 21e siècle, la localisation, l’intensité et la fréquence des instabilités dans les falaises rocheuses pourraient se développer au-delà des variabilités historiques.


L’augmentation de la fonte pendant l’été 2003 dépasse largement les effets directs et graduels qu’une augmentation des températures a sur la stabilité des falaises rocheuses dans les parties supérieures. La fréquence extrême de chutes de blocs dans les Alpes pendant l’été 2003 [Keller, 2003; Schirmeier 2003] corrobore ces observations.
  Gruber & al. 2004a - A
Alpes suisses :
Une augmentation générale des événements de chute de blocs en raison du réchauffement climatique n'est pas été perceptible et n'est pas attendue dans les 50 prochaines années. À l'avenir, cependant, le réchauffement climatique entraînera une nouvelle diminution des événements de chutes de blocs en hiver et une légère augmentation en été en raison des précipitations plus extrêmes.
Voir l'étude [en allemand] Gruner 2004 - A
Monde :
Une perturbation du permafrost par des températures changeantes peut amener une augmentation de la fréquence et de l'intensité des coulées de boue et des chutes de blocs et rochers.
  IPCC 2001 - R
Vallées de la Viège (Suisse, Valais) :
Les dangers géologiques de type tremblement de terre ou écroulement massif de falaise rocheuse sont indépendants d'un changement climatique. Leur occurrence ne sera donc pas modifiée (Bader & Kunz 1998).
  Stoffel & Monbaron 2000 - P
Alpes :
Une dégradation des permafrosts dans les fractures des falaises peut avoir des impact à long terme sur l'activité des chutes de blocs et de rochers.
  Haeberli & Beniston 1998 - A

 

 

 


SAISONNALITÉ
DES ÉBOULEMENTS ET CHUTES DE BLOCS

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
   Alpes valaisannes (forêt de Schilt, Suisse) :
Au cours de la période 1985-2006, une concentration de blessures est datée de la saison de repos végétatif (76 %). Les chutes de pierres sont beaucoup plus fréquentes pendant la période de formation du « bois précoce » (21.4 %), c'est-à-dire de la fin mai à la mi-juillet, que pendant la période de formation du « bois tardif » (seulement 2.6 %), c'est-à-dire entre la mi-juillet et début octobre. En allant plus loin dans le détail intra-saisonnier, pour les événements du « bois précoce » , on peut voir que l'activité la plus significative (13 %) s'est produite durant EE, suivie des événements datés de ME (6.5 %) et seulement 1.9 % de LE. Ces chiffres diminuent encore en analysant les événements du « bois tardif » , où tant EL que LL n'enregistrent que 1.3 % de tous les événements de chute de pierres.
    Les sections transversales ont été analysées en utilisant des méthodes de dendrochronologie standard (Stokes et Smiley, 1968; Bräker, 2002). La position intra-annuelle des blessures a été déterminée d'après Stoffel et al. (2005) et les impacts ont été datés de la saison de repos végétatif (D), du début du « bois précoce » (EE), du milieu du « bois précoce » (ME), de la fin du « bois précoce » (LE), du début du « bois tardif » (EL) et de la fin du « bois tardif » (LL). Localement, la période de végétation commence à la fin de mai. La transition de LE à EL se produit à la mi-juillet. La période entre octobre et mai est appelé la saison de repos végétatif. 32 arbres ont été abattus sur le site d'étude et 123 sections transversales préparées, pour un total de 154 blessures. Au total, 207 perturbations de croissance (GD) ont été identifiées comme réaction aux 154 impacts. Schneuwly & Stoffel 2008 - A


Observations

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

Autriche :
En ce qui concerne l'échelle décennale ou annuelle, il n’y a pas de lien clair entre l'augmentation des chutes de pierres et les périodes plus chaudes. Au mieux, il y a une tendance vers des nombres de chutes de pierres élevés au cours des années froides, surtout après des hivers froids. Sur la base de mesures de déformation des roches, Gruner (2004) attribue ce phénomène à l'élargissement des joints par temps froid. Krähenbühl (2004) suppose également que les fluctuations de la température annuelle, particulièrement les températures au cœur de l’hiver, sont le facteur le plus important de la déstabilisation de la roche. Sass (2005) a également constaté que les taux de chute de débris sont corrélés avec les températures froides de l'hiver plutôt qu'avec d'autres déclencheurs météorologiques comme l'activité de gel-dégel. La répartition intra-annuelle n'est pas affectée par les lacunes de la base de données car il n'y a aucune raison raisonnable de supposer que les chutes de pierres dans une saison devraient être moins documentées que dans d'autres. Un maximum de chutes de pierres a été au printemps, ce qui coïncide avec les résultats dendroécologiques de Perret et al. (2006) et Schneuwly et Stoffel (2008). Gruner (2004, 2008) ont trouvé des résultats similaires en Suisse et expliquent le pic du printemps par la contraction du substratum rocheux en hiver suivie d'une pression hydrostatique accrue.

Pour les périodes les plus chaudes comme les dernières décennies, un changement dans la distribution du pourcentage des chutes de pierres dans les mois d'été (et donc, une répartition mensuelle mieux distribuée) a été noté. Les auteurs soulignant que ce changement n'est pas affecté par les faiblesses susmentionnées de la base de données. Gruner (2004) attribue ce phénomène à l'augmentation des fréquences des événements de précipitations extrêmes en raison du réchauffement climatique (IPCC, 2007 ; Wild et al., 2008). Cependant, comme les projections de changement de précipitations pour l'Autriche et l'ensemble de la région alpine sont encore très incertaines (par exemple Heinrich et Gobiet, 2011), des conclusions prématurées doivent être évitées. Selon Fürst et al. (2008), les tendances globales des précipitations pour l'Autriche sont très faibles et statistiquement non significatives, avec des tendances hétérogènes tant à pour l’échelle saisonnière que spatiale. Rudel (2008 ) souligne que pour les derniers 50 ans en Autriche, aucune augmentation des épisodes de précipitations extrêmes n’a été observée. Ainsi, les auteurs attribuent le décalage de la distribution temporelle plutôt à une diminution du nombre d’événements au printemps plutôt qu'à une augmentation en été.

L'étude est fondée sur la base de données fournie par la Commission géologique autrichienne, qui dresse la liste des mouvements de masse d’intérêt public et leur couverture médiatique, et qui comprend également les grands événements historiques des archives. Les données sont accessibles gratuitement sur Internet comme une application GeoMap ("Massenbewegungen online"). Le jeu de données est incomplet parce que la collecte des données dans le passé n’était pas systématique. Il est supposé qu’une exhaustivité raisonnable n'a pas été atteinte jusqu'à la dernière décennie, au cours de laquelle la disponibilité des journaux et des rapports sur Internet a fortement augmenté. Un biais dans la répartition à long terme doit être pris en considération. Grâce à l'expérience des personnes en charge à la Commission géologique, de plus en plus d'informations concernant les mouvements de masse (journaux locaux, rapports administratifs, thèses, etc.) ont été mis en ligne au cours des dernières décennies. En outre, les zones de peuplement permanent et les infrastructures dans les Alpes sont en constante augmentation, ce qui implique un nombre croissant de rapports de dommages. Enfin, les risques naturels et les mesures de protection sont devenus très importants dans l'agenda politique, ce qui implique de plus en plus les rapports des médias. Une quantification précise de ce nombre croissant de rapports n'est pas possible, cependant, l'augmentation générale des informations est incontestable. Sass & Oberlechner 2012 - A
Alpes françaises – Département de la Savoie :
En Savoie, parmi les évolutions constatées par les services du département traduisant de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés, on constate une recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver (70 évènements sur l’année en 2009, 70 évènements à mai 2010).
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 suisses :
Pour les volumes d'éboulements potentiels de taille petite et moyenne, les mesures montrent que les fentes et les fissures dans les masses rocheuses s’ouvrent en permanence pendant les périodes froides, à la suite des contractions de la roche, alors qu'ils stagnent voire diminuent pendant les périodes de réchauffement. Ce processus cyclique entraîne une destruction des ponts rocheux, à une augmentation de la profondeur des fissures et une déstabilisation des masses rocheuses. L’essentiel du mouvement se produit donc pendant la saison froide. La fonte des neiges et les premières fortes précipitations printanières provoquent une augmentation de la pression d'eau dans le système de fissures, ce qui peut déclencher un éboulement. Des alternances fréquentes de gel et de dégel peuvent accélérer le processus. Les précipitations intenses, voire extrêmes pendant les périodes chaudes comme en août 2005 n'ont pas entraîné une augmentation des mouvements sur la plupart des points de mesure. Ce comportement peut expliquer pourquoi ces processus de chutes de pierres sont plus fréquents pendant les saisons froides et au printemps que pendant les saisons chaudes. Cette conclusion correspond également aux résultats dendrochronologiques sur des troncs d'arbres, localisés sur un versant alpin en Valais, où il pourrait être prouvé que les chutes de pierres se sont produites presque exclusivement pendant la phase de croissance hivernale des arbres (entre octobre et fin mai) et n’ont pas du tout été influencées par les orages d'été. Par ailleurs, les mesures de déformation prises sur de plus grandes portions de roche avec une rétention des eaux de ruissellement (où une forte pression hydrostatique peut s'accumuler) montrent, alors qu'ils sont plutôt "insensibles au refroidissement ", également des signes clairs de mouvements en raison de fortes pluies et/ou de précipitations longues et continues.
 Les influences climatiques et météorologiques historiquement documentées sur le déclenchement et les processus mécaniques des chutes de blocs et des éboulements sont abordés d'un point de vue de mécanique des roches. Grâce à des mesures automatiques précises de déformation dans différents domaines rocheux, les mécanismes de déstabilisation et de décomposition des masses rocheuses peuvent être identifiés et mis en corrélation avec les données météorologiques. Gruner 2008 - P
Alpes italiennes :
Les mouvements gravitaires surviennent même pendant l’hiver.
Les zones de détachement ont été détectées et analysées à partir de la combinaison d’observations visuelles journalières pendant le travail sur le terrain (été 2003 et 2004), de la photogrammétrie et des photos obliques. Fischer & al. 2006 - A
Alpes suisses :
La plupart des chutes de rochers ont eu lieu entre juin et août 2003 lorsque la profondeur de fonte dans les pergélisols n’était pas à son maximum mais lorsque le flux de chaleur dans les couches de surface du pergélisol était plus important.
 14 data logger dans des falaises alpines ; modèle de balance énergétique à unidmensionel. Gruber & al. 2004a - A
Alpes suisses :
Au 20e siècle, il est devenu évident qu'il y avait en augmentation des événements de chutes de roches en hiver pendant la période froide entre 1950 et 1980 en raison de la contraction des masses rocheuses et la dilatation des joints. Le nombre d’événements était plus élevé que durant les périodes chaudes entre 1900 et 1950 et surtout au cours des années 1980 en dépit de l'augmentation des précipitations intenses. Une augmentation générale des événements de chute de blocs en raison du réchauffement climatique n'est pas été perceptible.
 Voir l'étude [en allemand] Gruner 2004 - A


Modélisations

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


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
  Alpes suisses :
Une augmentation générale des événements de chute de blocs en raison du réchauffement climatique n'est pas été perceptible et n'est pas attendue dans les 50 prochaines années. À l'avenir, cependant, le réchauffement climatique entraînera une nouvelle diminution des événements de chutes de blocs en hiver et une légère augmentation en été en raison des précipitations plus extrêmes.
   Voir l'étude [en allemand] Gruner 2004 - A
Vallées de la Viège (Suisse, Valais) :
Contrairement aux écroulements rocheux de grande taille, la saisonnalité des chutes de pierre sera affectée par la modification du processus gel - dégel.
  Stoffel & Monbaron 2000 - P

 

 

 


LOCALISATION
DES ÉBOULEMENTS ET CHUTES DE BLOCS

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
    Alpes suisses :
La distribution spatiale des chutes de blocs a légèrement changé au cours des dernières décennies (1941-1970, 1971-2000).
    Reconstruction de chutes de blocs entre 1881 et 2000 (250 événements) en utilisant des méthodes de dendromorphologie. Perret & al. 2006 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
  Alpes :
Immédiatement après la disparition de faces englacées ou de glaciers suspendus, une couche active initiale se développe dans les roches exposées. De nombreuses chutes de rochers depuis des surfaces pentues récemment déglacées [Fischer et al., 2006] peuvent être attribuées à cette cause. Une augmentation lente de la température ou un été particulièrement chaud peuvent dégrader les permafrosts juste en dessous de la couche active. L’activité des chutes de rochers pendant l’été 2003 dans les Alpes est interprétée comme une conséquence de l’épaississement de la couche active.
   Gruber & Haeberli 2007 - 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.
 Les zones de détachement ont été détectées et analysées à partir de la combinaison d’observations visuelles journalières pendant le travail sur le terrain (été 2003 et 2004), de la photogrammétrie et des photos obliques. Fischer & al. 2006 - A
Alpes suisses :
La prédominance observée des événements de chutes de rochers dans les faces Nord au cours de l’été 2003 peut être expliquée par les températures aussi bien que par la plus grande présence de pergélisols dans les faces Nord.
  Gruber & al. 2004a - A


Modélisations

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

Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones sujettes aux éboulements et chutes de blocs : Notre compréhension des effets du changement climatique sur les chutes de pierres en général est extrêmement faible. Toutefois, au cours des dernières années une préoccupation a été soulevée par les effets de la fonte du pergélisol sur les chutes de pierres. Dans CLISP, une évaluation a été menée sur la mesure dans laquelle le pergélisol pourrait fondre et provoquer des de nouveaux éboulements. Une analyse de la présence potentielle du pergélisol dans les conditions actuelles a permis d’établir une carte montrant la répartition des zones très probables (rouge) et probables (jaune) de pergélisol dans les Alpes. Tous les secteurs jugés probables ou très probables de pergélisol, et avec des pentes supérieures à 45°, ont été considérés comme des sources potentielles de chutes de pierres sous scénario de changement climatique. Avec cette hypothèse, les trajectoires des chutes de pierres ont été calculées pour l'ensemble de la région alpine indiquant un impact assez étendu. Cependant, cet impact concerne généralement les hautes vallées et pas les principales zones urbanisées. Un impact plus large sur les infrastructures de communication est projeté, auquel cas certaines vallées pourraient rencontrer des problèmes de connexion avec les principaux centres de la plaine à chaque fois que les chutes de pierres entraînent une fermeture temporaire de route ou de voie de communication. Lermer et al. (2011) présentent un exemple d’analyse des impacts de chutes de pierres déclenchées par la dégradation du pergélisol dans les Alpes (voir en annexe du rapport).

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : Dans le projet CLISP, une évaluation pan-alpine des impacts potentiels de la fonte du pergélisol en termes de réduction de l'accessibilité routière des vallées a été menée. L'étude a consisté à identifier les zones de pergélisol qui, avec le changement climatique, pourraient générer des éboulements en raison de la dégradation du pergélisol. Cette analyse permet d'évaluer quelles routes pourraient être atteintes par les trajectoires des éboulements potentiels. Il est donc possible d'évaluer combien de personnes pourraient être affectées par l'obstruction d'une route, c'est à dire combien de personnes pourraient souffrir d'une prolongation du temps de parcours entre leur résidence et les lieux centraux (soit les villes les plus proches, soit la limite de l'espace alpin) en cas de chutes de pierres. La carte du temps de parcours recalculé dans le cas d'une route touchée par un éboulement montre que le phénomène est assez répandu dans toute la région, avec plusieurs vallées susceptibles d'être touchés par les chutes de pierres sous l’effet de la dégradation du pergélisol, donc risquant de souffrir d’un ralentissement des communications et des conséquences économiques qui en découlent. Par conséquent, les coûts de protection ou de restauration du réseau routier pourraient augmenter considérablement à l'avenir. Cela pourrait devenir un enjeu de gestion important afin de s'adapter au changement climatique dans la région alpine.

  

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 éboulements et chutes de blocs, notamment, sont brièvement discutés.

La cartographie des trajectoires avec le plus grand trafic dans la région alpine (en raison de mouvements soit vers la ville la plus proche, soit vers l’extérieur de la région, fig. 29), le temps de parcours à la ville la plus proche et jusqu’à la limite de la région alpine a été recalculé en cas de fermeture d’une route touchée par un éboulement. La variation du temps de parcours, multipliée par la population affectée par la variation, est un indicateur de l'ampleur de l'impact potentiel des chutes de pierres (cf. détails en annexe du rapport).

EURAC 2011 - R: CLISP
Alpes suisses :
La fonte de l’été 2003 modélisée pour les Alpes suisses dépasse le maximum de toutes les précédentes années. Cette fonte est de 10 à 50 cm plus profonde que les 21 années précédentes pour la zone active du pergélisol. Dans les pentes exposées au Nord, les paramètres de fonte sont surtout conditionnés par l’influence de la température de l’air (principalement avec des radiations des grandes ondes) sur les températures de surface. En revanche, les pentes exposées au Sud reçoivent de plus grande quantité de radiation à courtes ondes ; ces pentes montrent une plus grande variabilité des profondeurs de fonte, des valeurs de fontes maximales pre-2003 plus importantes et par la même, une anomalie 2003 plus réduite.
 Des mesures de températures entre l’été 2001 et l’été 2002 ont été fournies par 14 sondes (profondeur de 10 cm et fréquence de mesure, une fois tous les deux heures). Ces mesures ont ensuite servies à développer un modèle de bilan énergétique. En utilisant ce modèle, les températures des rochers pour différentes orientations et élévations ont été calculés de 1982 à 2003. Les températures journalières pour une pente de 70°, 7 élévations différentes de 2000 à 5000 m et 8 orientations (N, NE…W, NW) ont été simulés à partir de données météorologiques de la Jungfraujoch de janvier 1982 à décembre 2003. Les mois d’octobre à décembre 2003 n’étaient pas disponibles au moment du travail et les valeurs de l’année 2002 ont donc été substituées aux données manquantes. Gruber & al. 2004a - A
Alpes :
Sur 20 événements, le modèle PERMAKART a calculé des températures entre -6.3°C et 5.9°C. Trois sites montrent des températures chaudes ; les autres événements ont des températures ni très chaudes, ni très froides : 80 % des événements ont une température entre - 4°C et + 4°C et 50 % entre – 2°C et + 2°C.

Les résultats de PERMAMAP montre que seulement deux événements sur vingt sont complètement en dehors des zones de pergélisol. Certaine zones de départ sont localisées dans des zones de pergélisols chauds, mais des événements se produisent également dans des zones de pergélisols froids. Les résultats des modèles illustrent plus ou moins bien des effets topographiques locaux, comme les zones d’ombre.

La zone de départ de beaucoup de chutes de blocs survenues au cours des cent dernières années est localisée dans la zone altitudinale de permafrost. Malgré une considérable dispersion des données, une concentration d'instabilités est relevée dans les zones de permafrost chaud.
 Cette étude a entrepris un paramétrage systématique des événements de chute de blocs afin d'améliorer les informations sur les conditions thermiques et topographiques dans lesquelles les instabilités de roche se développent dans les secteurs de permafrost de montagne. Les conditions thermiques des zones de départ historiquement documentées ont été paramétrées en appliquant des règles empiriques ou des modèles spatiaux GIS. La pente est tirée de modèles de terrain numériques (DTM).

Tous les DTM et les calculs à base de cellule ont une résolution de 25 m. 20 événements de chutes de blocs ou d'instabilités de pente ont été documentés (9 situés dans les Alpes suisses, 10 dans les Alpes italiennes et 1 dans le Wettersteingebirge).
Noetzli & al. 2003 - P


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Evaluation ascendante de la vulnérabilité : L'un des effets du changement climatique sur les chutes de pierres, qui est largement reconnu comme pertinent dans les environnements de montagne, est la dégradation du pergélisol, qui peut affecter les mécanismes de cohésion des masses rocheuses (Menendez Duarte et al (2002) ; Gruber et Haeberli (2007) ; Harris et al. (2009)). D'autres mécanismes, tels que les précipitations, montrent des tendances moins claires et les impacts du changement climatique sont en effet assez difficiles à identifier. On s'attend à des déclenchements d’éboulements à haute altitude en raison de la fonte du pergélisol et, la plupart du temps, dans des zones à faible densité de population. Les conséquences sont donc susceptibles d'affecter principalement les sentiers et les infrastructures montagne, et le réseau routier. Pour certaines vallées isolées dans les Alpes, cet impact est susceptible d'être très important.
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 éboulements et chutes de blocs, notamment, sont brièvement discutés. EURAC 2011 - R: CLISP
Massifs subalpins français :
Une augmentation de la température annuelle moyenne devrait entrainer une diminution du nombre de cycles gel-dégel à ces altitudes (200-1600 m) et donc une diminution de la fréquence des chutes de blocs (pour ce type de phénomènes). Au contraire, à plus haute altitude, où le nombre de cycles gel-dégel augmentera, on peut s'attendre à une augmentation de la fréquence des chutes de blocs (Frayssines et Hantz, 2006).
  Hantz 2007 - C1
Alpes :
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 chutes de rochers sont actuellement localisées dans des zones probables de pergélisols chauds, à la limite inférieure de la présence des pergélisols. Cependant, des zones de départ sont également localisées dans des zones de pergélisols froids. Ceci suppose que toutes les chutes de rochers ne sont pas liées directement aux conditions thermales dans le sol.
  Fischer & al. 2006 - A
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
Alpes suisses :
Après la réponse immédiate comme celle observée au cours de l’été 2003, une réponse décalée surviendrait. Le profil des températures dans les permafrosts serait perturbé et la limite inférieure de la couche du permafrost remonterait en surface (réponse finale).

Ces deux réponses causeront de larges et profondes instabilités dans des délais allant de la décennie aux siècles. Ainsi, si l’on suit les projections d’augmentation des températures moyennes, annuelles et estivales pour le 21e siècle, la localisation, l’intensité et la fréquence des instabilités dans les falaises rocheuses pourraient se développer au-delà des variabilités historiques.
  Gruber & al. 2004a - A
Vallées de la Viège (Suisse, Valais) :
Contrairement aux écroulements rocheux de grande taille, la saisonnalité des chutes de pierre sera affectée par la modification du processus gel - dégel. Toutefois, la limite du zéro degré remontant en altitude, une possible augmentation des chutes de pierre dans des secteurs d'altitudes supérieures ne devrait guère menacer les villages au fond des thalwegs.
  Stoffel & Monbaron 2000 - P

 

 

 


RETOURS D'EXPÉRIENCES

 
Retours d'expérience
Objectifs
Etat d'avancement /enseignements
Références
       

 

 

 


RECOMMANDATIONS

 
Recommandations
Remarques
Destinataires
Références
Monde / Alpes :
Bien que des recherches supplémentaires soient clairement nécessaires dans ce domaine, il est probable que l'augmentation des températures moyennes et maximales de l'air, avec de plus un fort retrait glaciaire et la dégradation du pergélisol va être accompagnée par une augmentation des éboulements dans de nombreuses régions de haute montagne du monde. Certaines de ces ruptures de versant peuvent avoir un impact sur les transports, l'énergie ou les infrastructures touristiques et dans certains cas sur le bâti. Les plus critiques sont les situations où les éboulements se transforment en coulées de débris très mobiles ou génèrent des ondes de crue en impactant les lacs naturels ou artificiels. Dans ces conditions, des distances de destruction potentielle beaucoup plus longues doivent être anticipées. Un suivi régulier, des systèmes d'alerte précoce, des interventions structurelles et autres mesures de réduction des risques doivent être pris en considération pour éviter des dommages aux personnes et aux biens.
 Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne. Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. [Details: cf. sections 'Facteurs de contrôle' + 'Frequence des éboulements et chutes de blocs'].   Huggel & al. 2012 - A
Alpes suisses :
Assurer une surveillance et une sécurisation des zones de permafrost avec une évluation précise du potentiel de danger relatif des laves torrentielles, des éboulements et des chutes de pierre dans les régions où les dommages peuvent se produire. A l'arrivé des vagues de chaleur, des mesures de protection devront être prises (par exemple fermeture de chemins pédestres).
    ProClim 2005 - R

 

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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