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Le domaine périglaciaire et le pergélisol

Fiche 3.1.1
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• 3.5.1. Eboulis froids (et autres formations poreuses) de basse altitude • 3.5.2. Mécanismes de circulation d'air : l'effet de cheminée • 3.5.3. Les glacières (ou grottes glacées) • 3.5.4. Frigos naturels et caves à lait

 
 

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Le domaine périglaciaire désigne les zones soumises à des conditions climatiques froides, non glaciaires, où l'action du gel et des alternances de gel et de dégel joue un rôle déterminant. On distingue :

•  Le sol affecté par le gel intermittent (journalier et/ou saisonnier) : tranche supérieure du sol gelant pendant l'hiver, et dégelant lors du printemps et de l'été suivant. La profondeur varie selon l'intensité et la durée du gel, de quelques centimètres à 3 ou 4 mètres. Synonymes : couche active, gélisol, mollisol.

•  Le pergélisol (gel permanent) : horizon de subsurface d'épaisseur variable (mètres à centaines de mètres), gelé en permanence ou qui ne dégèle pas pendant au moins une année entière. Le sommet de la tranche gelée (appelé toit du pergélisol) est généralement surmonté d'un horizon affecté par un dégel estival limité – la couche active – de quelques centimètres à quelques mètres, épaisseur variant selon les années. Des zones non gelées (taliks) sont possibles à l’intérieur du corps du pergélisolLe flux géothermique (d'environ 1- 3°C par 100 m ) limite le gel à la base du pergélisol (fig. 1).

Le pergélisol, un phénomène thermique

Le pergélisol (ou permafrost en anglais) est un phénomène purement thermique , qui affecte tous les types de roches ou de sédiments. Le mot « glace » n'apparaît volontairement pas dans la définition : il n'y a en effet pas forcément de la glace dans le pergélisol !

Où trouve-t-on du pergélisol ?

Le pergélisol se retrouve actuellement à haute latitude (pergélisol circum-polaire, fig. 2) et à haute altitude (pergélisol de montagne). Il recouvre environ 25% de la surface terrestre émergée (80% de l'Alaska, 50% du Canada, 47.5% de l'Euro-Sibérie). Phénomène essentiellement ‘’caché’’ sous la surface du sol, l’étude du pergélisol requiert l’utilisation de différentes méthodes (cf. fiche 1.1.2).

Dans les Alpes suisses, le pergélisol se retrouve en moyenne au-dessus de 2500 m environ et concerne potentiellement 5 à 6% du territoire, une surface deux fois plus grande que celle couverte par les glaciers (fig. 3 & 4). La zone de dégel (couche active) est de l'ordre de 2 à 5 mètres , mais varie annuellement selon la température de l'air ou l'épaisseur du manteau neigeux. L'épaisseur du pergélisol est en moyenne de 20 à 60 mètres . Cependant, dans le massif du Mont-Rose (VS), le sol peut être gelé jusqu'à 500 m de profondeur.

En raison de différences de fonctionnement thermique (liées à l'importance des facteurs de contrôle, cf. fiche 3.1.3) et d'évolution, il convient de distinguer trois types de zones pouvant contenir du pergélisol (fig.5)  :

•  Zones rocheuses (parois rocheuses, parois glaciaires) (fiches section 3.3).
•  Zones de matériaux meubles (glacier rocheux, éboulis, moraines, marges proglaciaires) (fiches section 3.4).
•  Zones situées en dessous de la ceinture alpine du pergélisol discontinu (éboulis ventilés, glacières) (fiches section 3.5).

 

Fig. 1 - Profil vertical d'un pergélisol. MAGST signifie Mean annual ground surface temperature (moyenne annuelle des températures de la surface du sol) (adapté de Noetzli & Gruber, 2005).
 

Fig. 2 - Modèle de distribution mondiale du pergélisol (source : International Permafrost Association, 2007).
 

Fig. 3 - Distribution probable du pergélisol en Suisse, utilisant des modèles régionaux (basés principalement sur des inventaires de glaciers rocheux et des indices géomorphologiques) (source : Atlas hydrologique de la Suisse , 1999).
 

Fig 4 - Modèle de distribution probable du pergélisol en Suisse, basé sur les paramètres topoclimatiques (source : BAFU/OFEV, 2006).
 

Fig 5 - Evolution de la température moyenne annuelle de la surface du sol pour les trois différentes zones pouvant contenir du pergélisol (cf. fiches 3.3 à 3.5) (la température du 1er janvier 2003 correspond à la moyenne entre le 1er janvier 2002 et le 1er janvier 2003). Ce graphique illustre bien la complexité de l’occurrence et de l’évolution du pergélisol alpin. Notez qu’en 2003, la température moyenne annuelle de la surface du sol fut presque aussi froide dans les épicéas nains de l’éboulis du Creux-du-Van à 1'200 m. que dans la paroi rocheuse de la face nord de l’Eiger à 2860 m.!

 
High Mountain and Periglacial Systems

Société Suisse de Géomorphologie (SSGm) - Fiches pour l'enseignant - Chapitre 3 : Environnements périglaciaires
Last update : 31 août 2009 - Questions ou remarques sur le site ?