Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Fiche bibliographique

 

Réf. Bodin & al. 2015 - A

Référence bibliographique
XAVIER BODIN, PHILIPPE SCHOENEICH, PHILIP DELINE, LUDOVIC RAVANEL, FLORENCE MAGNIN, JEAN-MICHEL KRYSIECKI et THOMAS ECHELARD, Le permafrost de montagne et les processus géomorphologiques associés : évolutions récentes dans les Alpes françaises , Journal of Alpine Research | Revue de géographie alpine [En ligne], 103-2 | 2015, mis en ligne le 02 septembre 2015, consulté le 01 octobre 2016. URL : http://rga.revues.org/2806 ; DOI : 10.4000/rga.2806 PDF

Résumé: 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.

Abstract : Alpine mountains are affected by significant geomorphological processes whose evolution is partly conditioned by permafrost warming: rockfalls of various volumes, destabilisation of rock glaciers, and cryokarst. These phenomena, because of their intensity, may generate risks for territories. This paper provides a synthesis of the knowledge about the current status of the mountain permafrost in the French Alps and its recent evolution. This state-of-the-art overview is based on research conducted over the past 10 years and the measurements collected within PermaFRANCE, the French network for long-term observation of the mountain permafrost. The analysis of the available data shows that for a rock wall located at 3800 m asl., the temperature is between -4.5 and -1.5°C at a depth of 10 m, according to the aspect, whereas it is close to the melting point in surficial deposits at 2800 m asl. on a northern slope. Since the beginning of these measurements at depth in 2010, a trend of increasing temperature has been discernible, as found in other alpine boreholes. As clearly shown by the surface measurements conducted since 2003, the thermal regime is influenced by snow, particularly in surficial deposits and to a much lesser extent in rock walls. This inter-annual variability is combined with longer-term trends, which probably induce the observed changes in geomorphological dynamics associated with alpine permafrost: an increased frequency of gravitational processes such as rockfalls and fluctuation in rock glacier velocities. The possible increase in extreme events, such as rock avalanches or the destabilisation of rock glaciers, in the coming decades could create new or increased risks, to which territories must thus adapt.

Mots-clés
  permafrost, Alpes françaises, dynamiques géomorphologiques, changement climatique

Organismes / Contact

Authors / Auteurs :

  • XAVIER BODIN Laboratoire EDYTEM, UMR 5204 CNRS / Université Savoie Mont-Blanc, Le Bourget-du-Lac
  • PHILIPPE SCHOENEICH Laboratoire PACTE, UMR 5194 CNRS / Université Joseph Fourier, Grenoble
  • PHILIP DELINE Laboratoire EDYTEM, UMR 5204 CNRS / Université Savoie Mont-Blanc, Le Bourget-du-Lac
  • LUDOVIC RAVANEL Laboratoire EDYTEM, UMR 5204 CNRS / Université Savoie Mont-Blanc, Le Bourget-du-Lac
  • FLORENCE MAGNIN Laboratoire EDYTEM, UMR 5204 CNRS / Université Savoie Mont-Blanc, Le Bourget-du-Lac
  • JEAN-MICHEL KRYSIECKI Bureau d’études SAGE ingénierie, Gières
  • THOMAS ECHELARD Laboratoire PACTE, UMR 5194 CNRS / Université Joseph Fourier, Grenoble

(1) - Paramètre(s) atmosphérique(s) modifié(s)
(2) - Elément(s) du milieu impacté(s)
(3) - Type(s) d'aléa impacté(s)
(3) - Sous-type(s) d'aléa
  permafrost alpin chutes de blocs / mouvements de terrain  

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
France Alpes        

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques
Reconstitutions
 
Observations

 

Modélisations
 
Hypothèses
 

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)



(2) - Effets du changement climatique sur le milieu naturel
Reconstitutions
 
Observations

 Deux types d’environnement sont plus particulièrement scrutés : les parois rocheuses supra-glaciaires, qu’un contact direct avec l’atmosphère et une teneur en glace limitée rendent très sensibles au climat à court terme, et les formations superficielles, où le signal climatique est régulé par la présence saisonnière d’un manteau neigeux « tampon » et une teneur en glace élevée. Les marqueurs visibles de ces deux types de permafrost sont, respectivement, les glaciers suspendus sur les parois car leur base froide est « collée » au substratum rocheux du fait du gel permanent qui le caractérise (Gruber et Haeberli, 2007), et les glaciers rocheux, mélange de glace et de débris rocheux affecté d’un fluage lent et constant (Haeberli et al., 2006).

L’étendue potentielle du permafrost dans les Alpes françaises est estimée selon les auteurs entre 700 et 1500 km², soit 10 à 20 % des terrains situés au-dessus de 2000 m d’altitude

Modélisations
 
Hypothèses
 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 

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.


(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa
Reconstitutions
 
Observations
 Le permafrost est un élément majeur de la cryosphère de montagne (Gruber et Haeberli, 2009) : connaître et comprendre ses réponses au réchauffement climatique constituent un enjeu scientifique et sociétal fort. La dégradation du permafrost présent sur les versants est susceptible d’avoir des conséquences dommageables pour les territoires alpins, en particulier en matière de risques. En effet, la déstabilisation des versants rocheux ou à formations superficielles liée à l’élévation de température de la glace du sol, à la modification de sa teneur en glace, voire à la disparition de cette glace peut enclencher des processus hydro-géomorphologiques brutaux et complexes (chaînes de processus), du fait notamment de la vigueur du relief.

En marge du fonctionnement « normal » de la haute montagne, on observe depuis plusieurs années dans les Alpes des phénomènes dont l’intensité ou la nature est inhabituelle : écroulements rocheux de grande ampleur, fréquence accrue d’écroulements de volumes petit et moyen, accélération, déstabilisation voire rupture de glaciers rocheux. Si le manque d’observations anciennes ne permet pas d’affirmer avec certitude qu’il s’agit bien de phénomènes nouveaux, des études de cas détaillées les relient sans équivoque au réchauffement climatique et en particulier à ses épisodes chauds. La plupart de ces phénomènes peuvent constituer un aléa pour les populations, leurs habitations, les infrastructures et les pratiques sportives sur les versants de la haute montagne.

Si la prévision des grands écroulements reste presque impossible, l’identification de sites potentiellement dangereux du fait d’autres phénomènes est possible. A la demande des services RTM (ONF) qui ont en charge la gestion des risques naturels en montagne, un inventaire exhaustif des glaciers rocheux a ainsi été entrepris dans les départements alpins français (Bornet et al., en préparation) à partir de l’interprétation de photographies aériennes, d’orthophotographies et d’observations de terrain.

Par ailleurs, un travail de recensement de près de 1800 infrastructures (refuges, remontées mécaniques, dispositifs paravalanches, axes de transport de fluides, etc.) présentes en contexte de permafrost et/ou de retrait glaciaire dans les Alpes françaises vient d’être réalisé, dont 55 % présenteraient un risque de déstabilisation (Duvillard et al., 2015).

Modélisations
 
Hypothèses
 

Paramètre de l'aléa
Sensibilité du paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 Présent à la fois dans les parois rocheuses de haute altitude et dans les formations superficielles, le permafrost en France affecte de nombreux versants, et sa dégradation est susceptible de provoquer des situations à risque.
Les mesures disponibles depuis 2009 montrent une augmentation des températures du permafrost, à la fois liée à un réchauffement atmosphérique et à un enneigement conséquent ces derniers hivers. D’après les suivis en cours et les reconstitutions réalisées, les dynamiques géomorphologiques associées à la présence de permafrost semblent globalement affectées par ce réchauffement du permafrost.
Des événements météorologiques extrêmes, comme des étés caniculaires, se traduisent vraisemblablement par des pics d’activité géomorphologique : la hausse de la fréquence des écroulements constatée dans le massif du Mont Blanc au cours de l’été 2003 ou la déstabilisation du glaciers rocheux du Bérard en 2006 en sont probablement des exemples
 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-Alpes

- 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 Central

- 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.


(4) - Remarques générales
 

(5) - Syntèses et préconisations
 

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