Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Compilation des connaissances 3.5.2
Ruptures de poches glaciaires

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


 


FACTEURS DE CONTRÔLE

Reconstitutions paléoclimatiques

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
à traiter :   Gilbert & al. 2012 - A
Alpes françaises – Glacier de Tête Rousse (massif du Mont Blanc) :
Lors de la catastrophe de Tête Rousse en 1892, la cavité n’était pas en contact avec le lit rocheux. On en est à peu près sûr grâce aux mesures des Eaux et Forêts sur cette cavité et sur le conduit intraglaciaire ; on connaît bien leur géométrie. La question est de savoir si les causes sont les mêmes aujourd’hui qu’en 1892, et nous pensons que non. Pour nous la cavité qui s’est rompue en 1892 s’est formée en raison de la présence d’un lac supraglaciaire qui se serait formé entre ~1860 et 1874. Une étude approfondie a été faite à ce sujet  et plusieurs indices montrent que ce lac se serait agrandi et approfondi pendant cette période, durant laquelle la fonte était importante et l’accumulation faible. À partir de 1874 jusqu’en 1892, il y a eu une période avec des bilans de masse positifs : le lac était recouvert chaque hiver d’une pellicule de glace et de neige, et le manteau neigeux de l’hiver ne fondait pas complètement pendant l’été, donc l’accumulation prédominait, d’où la formation d’une voûte sur ce lac, qui faisait dès lors penser à une cavité intraglaciaire, alors qu’à l’origine c’était un lac supraglaciaire. Ensuite, il y a eu formation du conduit intraglaciaire, dont les mécanismes de formation restent très obscurs, puis formation de la cavité inférieure, et ensuite deux scénarios possibles pour expliquer la vidange rapide : soit (1) une rupture de la cavité d’origine mécanique du fait de la pression de l’eau sur le bouchon de glace, soit (2) la langue du glacier était froide, comme aujourd’hui, puis s’est réchauffé, et l’eau a pu s’infiltrer et soulever le glacier. Les deux hypothèses expliquent que le drainage se soit produit subitement.
  Vincent 2011b - P
     
     


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises, glacier de tête rousse :
Les processus de formation des lacs sous-glaciaires sont encore méconnus en raison de la difficulté à trouver et à d’étudier de telles formations. De nombreuses études ont été menées entre 2007 et 2010 afin d’étudier les risques liés à la vidange de la poche d’eau de Tête (où une précédente vidange avait causé 172 morts en 1982). Nos étude combine mesures par GPR et SNMR. Nous avons pu mettre en évidence la présence d’un réservoir glaciaire contenant 55 000m3 d’eau. La cavité sous-glaciaire a été drainée de manière artificielle. L’exemple de cas met en évidence la manière dont les campagnes de recherches géophysiques peuvent être utilisées pour détecter ces types d’aléas lorsqu’ils sont suspectés et ce, particulièrement lorsqu’il n’existe aucun torrent émissaire au glacier. De nombreuses mesures de températures ont montré que la langue du glacier pouvait être catégorisée comme glacier froid, ce qui pourrait expliquer l’accumulation d’eau dans le glacier.
Plusieurs mesures géophysiques ont été menées sur le glacier de Tête Rousse. En 2007 les mesures GRP, utilisées pour obtenir la topographie du bedrock nous ont amené à entrevoir la présence d’une poche d’eau sous le glacier. En 2009, nous avons utilisé le SNMR pour déterminer le volume d’eau contenu dans le glacier. Enfin, les forages effectués en 2010 nous ont permis de confirmer la présence d’eau dans la cavité. Vincent & al. 2012 - A
Alpes françaises – Glacier de Tête Rousse (massif du Mont Blanc) :
Suite à la détection d’une zone d’anomalie radar dans la partie médiane du glacier de Tête Rousse en 2008, une nouvelle prospection géophysique par la méthode de résonance magnétique des protons (RMP) a été réalisée en 2010. Le résultat de cette prospection a permis de conclure à la présence d’un volume d’eau significatif à l’intérieur du glacier, évalué à 65 000 m3. Des investigations de terrain supplémentaires (campagnes RMP et réalisation de forages) ont confirmé la présence de l’anomalie révélant la présence d’eau au centre du glacier. Sur proposition des scientifiques, il a alors été décidé de vidanger la cavité aussi vite que possible. Cette décision a été motivée par la présence de 3000 personnes menacées dans la vallée en contrebas. La cavité a été drainée entre août et octobre 2010. Le danger a été écarté, mais momentanément, et pour le futur plusieurs questions se posent aux scientifiques mais aussi aux responsables de la gestion opérationnelle du risque, parmi lesquelles : Quelle est la cause de l’accumulation d’eau à l’intérieur du glacier ? Est-ce que la poche d’eau intraglaciaire va se former à nouveau ?

Les scientifiques peinent pour l’instant à répondre à toutes les questions qui se posent sur le glacier de Tête Rousse et sur la formation de la poche d’eau détectée en 2008-2010, excepté concernant la cause de l’accumulation d’eau à l’intérieur du glacier : dans plusieurs des forages ont été installés des capteurs de température, tous les 5 à 10 m de profondeur, qui se sont montrés extrêmement utiles pour l’interprétation du régime thermique du glacier de Tête Rousse : les températures mesurées au front du glacier sont inférieures à -2°C (glace froide), alors qu’elles sont proches de 0°C au niveau de la cavité dans la partie médiane du glacier (glace tempérée) ; elles montrent également des conditions proches de la glace tempérée dans la partie supérieure du glacier. Ces observations permettent de donner une explication de la rétention de l’eau au milieu du glacier. L’eau de fonte en provenance de la surface s’infiltre dans le névé, puis dans la glace à l’amont du glacier, où celui-ci est proche des conditions tempérées. L’eau circule ensuite vers l’aval à la surface du lit rocheux dans la partie médiane du glacier, constituée de glace tempérée, et se retrouve ensuite piégée à l’arrière de la glace froide dans la partie avale du glacier, la glace froide ayant la particularité de ne pas laisser passer l’eau liquide du fait de son adhérence au lit rocheux. La question suivante est de comprendre pourquoi le glacier présente un tel régime thermique.

Le régime thermique du glacier est désormais étudié en faisant des simulations numériques pour essayer de comprendre exactement le phénomène. Les résultats préliminaires de cette étude montrent que cette répartition est liée à la distribution de l’accumulation de neige sur le glacier. Sur la partie haute du glacier, l’accumulation est importante (du fait des avalanches, etc.) ; le névé y est permanent et beaucoup plus épais qu’en contrebas où la couche de névé disparaît en été et laisse la glace affleurer (ces dernières années cependant, il n’y avait quasiment plus de névé même sur la partie amont). L’explication de l’existence d’une zone tempérée en amont du glacier et d’une zone froide dans sa partie aval est donc la suivante : Dans la zone amont, où le névé persiste toute l’année, de l’eau de fonte percole pendant le printemps et l’été et s’infiltre dans le névé, puis vient re-geler en profondeur. Le regel de cette eau apporte de la chaleur latente, qui a tendance à réchauffer le névé. Dans les parties aval du glacier, le même phénomène se produit au printemps et en début d’été, jusqu’au moment où il n’y a plus de neige sur le glacier - typiquement au mois de juillet ; ensuite les transferts thermiques se font uniquement dans la glace, par conduction, et sont donc très peu efficaces, la conduction dans la glace étant très faible. La glace de la partie aval reste donc froide tandis la partie amont du glacier est dans des conditions tempérées, ou presque tempérées, grâce à cet effet d’apport de chaleur latente liée au regel. Cette hypothèse avait déjà été avancée, et les simulations numériques tendent à la confirmer.
Les études scientifiques menées depuis 2007 sur le glacier de Tête Rousse ont été coordonnées par Christian Vincent. Elles ont nécessité les compétences scientifiques et techniques de trois laboratoires de recherche grenoblois (LGGE, LTHE, LGIT). Entre 2007 et 2008, les scientifiques ont conduit des études glaciologiques combinant des mesures topographiques de la surface du glacier et de son lit rocheux, des mesures de température, ainsi que des mesures de bilan de masse, dans le but de comprendre le fonctionnement du glacier. Une vingtaine de forages ont été réalisés par la suite à l’aide d’une machine à forer fonctionnant à l’eau chaude. Cette machine a dû être héliportée en raison de son poids de l’ordre d’une tonne. Ces forages ont permis d’atteindre la profondeur maximale de 76 m (épaisseur de glace observée au centre du glacier). Différents capteurs ont été descendus dans ces forages : une caméra vidéo pour mettre en évidence une éventuelle cavité, des capteurs de pression et des capteurs thermiques pour mesurer la température de la glace. Vincent 2011b - P
Alpes :
Les poches d’eau intra- et sous-glaciaires se forment à l’intérieur même du glacier ou à sa base par remplissage des moulins ou des torrents sous-glaciaires (glacier du Trient, massif du Mont-Blanc) ; les mécanismes qui régissent leur formation et leur rupture restent mal compris (Haeberli, 1983).
Tout comme les ruptures de barrages retenant un lac, les vidanges de poches d’eau glaciaires peuvent libérer des millions de mètres cubes d’eau en quelques heures (Glacial Lake Outburst Flood ou jökulhlaup), à l’origine de laves torrentielle et d’inondations catastrophiques jusqu’à plusieurs centaines de kilomètres en aval.
  Ravanel 2009 - A
Alpes françaises – Haute vallée de l'Ubaye (Alpes-de-Haute-Provence) :
La «catastrophe glaciaire de Chauvet» de 1971 a laissé d'indubitables traces géomorphologiques, en rive gauche de l'Ubaye. Elle n'a pas causé de victimes : la route passe heureusement en rive droite ! Dans le vallon suspendu de Chauvet, vers 2700-2800 stagne sous une épaisse couverture de débris, la partie aval de la langue glaciaire de Chauvet. Le glacier de Chauvet, sur la face Nord du Massif de Chambeyron est un des derniers «restes» glaciaires des Alpes du Sud. La langue a toujours été décrite par les alpinistes grimpant à l'Aiguille de Chambeyron (voie normale) comme un lieu chaotique parsemé de dépressions plus ou moins grandes, occupées certaines années par des lacs. Il faut faire la part de l'exagération et ne pas trop s'attacher au lac bleu de 600 m qui se serait étalé entre les glaces mortes et les amas de blocailles. Toujours est-il que supra-glaciaire ou intra-glaciaire, une poche d'eau, gonflée par de brusques orages aux environs du 15 août, a rompu son barrage de glaces mortes et d'argiles compactées, dévalant le vallon de Chauvet sur près de 1000 m, démantelant au passage une partie de la moraine frontale.
Ce n'est pas la première vidange glaciaire avec effet de «chasse d'eau» qui a lieu dans ce vallon comme en témoignent les matériaux étalés sur le premier replat à l'amont, vers 2400 m d'altitude, qui présentent une altération plus grande que ceux de 1971. A sa confluence avec l'Ubaye, le flot transformé en lac a déposé un cône aplati qui a barré la vallée de l'Ubaye et détourné la rivière vers la droite où elle mordait le talus instable façonné lors de la crue de 1957, menaçant dans son recul la route de Maurin. Dans un premier temps il semble que le lac temporaire se soit rompu entraînant les truites qui lors de la brève mais haute vague d'inondation (elle a recouvert d'une dizaine de centimètres d'eau la terrasse d'inondation de 1957 à Saint-Paul, 9 km à l'aval) sont restées sur «la plage» à la grande joie des pêcheurs. Ensuite l'homme est intervenu pour repousser l'Ubaye en rive gauche. Une partie du cône de 1971 a été entamée. On a prélevé du matériel de remblai à la base d'un éboulis stabilisé qui, depuis cette date est victime d'une reprise d'érosion régressive et menace de s'ébouler dans l'Ubaye à la faveur d'une avalanche ou d'une crue exceptionnelle. Cette action, même minime, montre à quel point les équilibres sont fragiles en milieu montagnard. Un lac rectangulaire aménagé en contrebas de la route signale cet aménagement mineur. Si une catastrophe glaciaire est rarissime dans cette zone largement déglacée, les chutes de blocs, les éboulements et les écroulements par pans entiers des parois sont fréquents.
  Evin 1990 - 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 :
Les conditions climatiques actuelles et la dynamique des glaciers qui en résultent expliquent la formation de nouveaux lacs glaciaires, alimentés par des volumes d’eau de fusion en hausse : au cours du seul été caniculaire de 2003, les glaciers alpins ont par exemple perdu 5-10 % de leur volume. Or, avec le recul des fronts et l’abaissement des glaciers, les secteurs déprimés susceptibles de contenir une part de ces volumes d’eau seront de plus en plus nombreux. (...) Le nombre d’inondations et de laves torrentielles à l’aval des glaciers devrait s’accroitre, alors que l’évolution des poches d’eau intraglaciaires reste plus incertaine. Les vidanges de juillet 2003 au front du glacier de Frébouge montrent qu’elles demeurent malgré tout une menace. [voir références dans l'étude]

  Ravanel 2009 - A

 

 

 


INTENSITÉ

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

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


Observations

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


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
           

 

 

 


FRÉQUENCE

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

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


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Valais suisse :
Sous l'effet des températures clémentes qui ont régné au début de l'année, y compris à haute altitude (jusqu'à 10 degrés parfois à 2800 mètres), l'eau a ruisselé depuis le glacier de Proz, un écoulement accentué encore par les précipitations. Durant la période de froid qui a suivi (jusqu'à 20 degrés la nuit) l'eau en surface a gelé, mais le glacier a continué de ruisseler. L'eau charriant des sédiments s'est progressivement accumulée sous la couche de glace pour former une véritable poche d'eau. Le 30 janvier 2007, la pression a finalement fait céder la calotte de glace, expulsant une lave neigeuse qui a raviné sur une centaine de mètres. La formation et la rupture de poches d'eau sont très courantes en automne, mais excessivement rares au beau milieu de l'hiver .
Observations de terrain par hélicoptère [Charly Wuilloud, chef de la section des dangers naturels] Le Nouvelliste 2007 - W
Massif du Mont-Blanc :
Vidange de poche d'eau intraglaciaire, comme celle qui s'est produite par exemple à deux reprises en juillet 2003 au front du glacier de Frébouge, à l'aval immédiat duquel elle a engendré d'importantes laves torrentielles.
  Deline 2006 - P
Glacier du Belvédère (Mont Rose, Alpes italiennes) :
On connaît au moins sept événements de vidange (de lac glaciaire ou de poche glaciaire) originaires du glacier et ayant menacé le village de Macugnaga, détruisant des infrastructures et affectant la géométrie originale des moraines (Haeberli et al., 2002). Parmi eux :
- Août 1868 : vidange d'une poche d'eau glaciaire et effondrement d'une moraine de la langue gauche;
- Août 1896 : brèche dans une moraine après une averse intense;
- 1904 : vidange d'une poche d'eau glaciaire et rupture d'une moraine latérale;
- Septembre 1922 : vidange d'une poche d'eau glaciaire après une période d'averse.
  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 :
Le nombre d’inondations et de laves torrentielles à l’aval des glaciers devrait s’accroitre, alors que l’évolution des poches d’eau intraglaciaires reste plus incertaine. Les vidanges de juillet 2003 au front du glacier de Frébouge montrent qu’elles demeurent malgré tout une menace. [voir référence dans l'étude]   
     Ravanel 2009 - A

 

 

 


SAISONNALITÉ

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

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


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Valais suisse :
Au pied du Mont-Vélan, sous le glacier de Proz, à 2800 mètres, une calotte de glace et de terre s'est éventrée sous la pression de l'eau, provoquant une ravine de 120 mètres le 30 janvier 2007. La rupture de cette poche d'eau paraît pour le moins surprenante en plein hiver à cette altitude : la formation et la rupture de poches d'eau sont très courantes en automne, mais excessivement rares au beau milieu de l'hiver .
   Observations de terrain par hélicoptère Le Nouvelliste 2007 - W


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
           

 

 

 


LOCALISATION

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

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


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Valais suisse :
La rupture de la poche d'eau du 30 janvier 2007 sous le glacier de Proz paraît pour le moins surprenante en plein hiver à cette altitude .
   Observations de terrain par hélicoptère Le Nouvelliste 2007 - W


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 :
Le nombre d’inondations et de laves torrentielles à l’aval des glaciers devrait s’accroitre, alors que l’évolution des poches d’eau intraglaciaires reste plus incertaine. Les vidanges de juillet 2003 au front du glacier de Frébouge montrent qu’elles demeurent malgré tout une menace. [voir référence dans l'étude]   
     Ravanel 2009 - A

 

 

 


RETOURS D'EXPÉRIENCES

 
Retours d'expérience
Objectifs
Etat d'avancement /enseignements
Références
Cf. crise liée à la poche d'eau dans le glacier de Tête Rousse     Vincent 2011a - P

 

 

 


RECOMMANDATIONS

 
Recommandations
Remarques
Destinataires
Références
Recommandations générales : comment améliorer l’organisation/ l’efficacité de la recherche sur les risques glaciaires ?
- rapprocher les équipes qui ont des approches géophysiques variées, y compris des entreprises privées (réseau de compétences) ;
- mettre des moyens sur les diagnostics des risques potentiels sans attendre la situation de crise ;
- encourager et investir dans la recherche en parallèle de la gestion opérationnelle des risques, afin d’étendre les connaissances et de développer l’expérience sur l’analyse du risque.

Recommandations sur l’amélioration des connaissances sur les risques glaciaires, afin d’améliorer les diagnostics
- Etude de l’ouverture d’un chenal intraglaciaire ou supraglaciaire (cas des poches d’eau ou des lacs)
- Résistance mécanique d’une langue glaciaire à la pression d’un lac ou d’une poche d’eau
- Evolution du régime thermique d’un glacier (modèle thermomécanique) pour simuler l’évolution des poches d’eau ou simuler le réchauffement des glaciers suspendus (étude des processus de transferts d’énergie de la surface en profondeur, mesures de températures, conductivité... dans des forages, développement de modèle thermomécanique)
- Il faut développer la connaissance géophysique sur les phénomènes, ce pour quoi les inventaires existants sont inappropriés car ils sont peu utiles à la compréhension des processus.
    Vincent 2011a - P
       

 

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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