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Processus liés au gel-dégel (2/2)

Fiche 3.2.2
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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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Lors du gel, des processus contradictoires peuvent agir en même temps :

4. D'une part, on peut assister à une augmentation de la cohésion (cimentation) de l'ensemble du matériel gelé. De la glace remplit l'ensemble des interstices (sans glace, le matériel est meuble) formant le béton ou ciment de glace (fig. 1).

5. En parallèle, une désolidarisation (altération mécanique) des matériaux lithologiques ou pédologiques peut avoir lieu (ex : gélifraction, aiguilles de glace…).

La gélifraction ou cryoclastie  représente la destruction des matériaux rocheux sous l'effet des alternances de gel-dégel, en raison des contraintes exercées par les changements d'état de l'eau dans les vides (pores, fissures) de la roche. L'augmentation du volume de l'eau interstitielle lors du gel (+9%) entraîne une augmentation de la pression d'environ 15 kg/ cm2. Une décompression a lieu lors du dégel. La répétition de nombreux cycles de gel-dégel entraîne une fatigue de la roche et un agrandissement des fissures (fig. 2). Des débris généralement très anguleux, appelés gélifracts – d ont la taille varie selon l'intensité du gel, la densité des fractures et le type de roche – sont ainsi formés (fig. 3 & 4).
Ce processus se déroule surtout dans les régions froides, avec des franchissements répétés du 0°C . L a gélifraction agit à la surface des roches, dans les premiers décimètres, la conductivité des roches étant en effet insuffisante pour permettre l'action des alternances de gel-dégel en profondeur. Son efficacité est la plus importante sur les surfaces rocheuses dégagées (parois) et varie en fonction de la nature de la roche (calcaire, granite…), entraînant un taux d'érosion relativement élevé en montagne de 5 à 50 cm par siècle !

Les aiguilles de glace (pipkrakes) sont de petites colonnes de glace fibreuse se formant sur un sol humide qui est capable de soulever des fragments rocheux et de les déplacer même sur de faibles pentes (fig. 5 & 6).
Le gel nocturne agissant sur un sol humide (pluie, fonte) dégelé au cours de la journée précédente, entraîne la formation d'une croûte gelée en surface, à l'exception des emplacements des petits cailloux jouant un rôle d'isolant thermique. Dans un deuxième temps, la pénétration du gel en profondeur entraîne l'expulsion de l'eau du sol, un peu à la manière d'une pâte dentifrice hors de son tube. Des aiguilles de glace pouvant atteindre plusieurs centimètres de hauteur se forment perpendiculairement à la pente. Lors du dégel, les débris soulevés retombés à la surface se sont déplacés de quelques millimètres/centimètres.

 

Fig. 1 - Le béton ou ciment de glace.
 

Fig. 2 - Ouverture de petites fissures dans une paroi rocheuse du Murtèl (Engadine, GR) entre 1994 et 2001. On distingue 3 types de mouvements : A) Ouverture due aux cycles diurnes de gel-dégel ; B) Ecartement de la fissure au moment du gel saisonnier du terrain (début hiver) ; C) Ouverture importante de la fissure suite au regel des eaux de fonte de la neige (l'apport de beaucoup d'eau permet la formation d'une grande quantité de glace). La répétition de ces cycles cryoclastiques peut provoquer des chutes de pierre (adapté de Matsuoka et al., 2003).
 

Fig. 3 - Relief acéré  caractéristique de la prédominance des processus de gélifraction (Saleinaz, VS).
 

Fig. 4 - Désagrégation d'une paroi rocheuse sous l'effet de la gélifraction (Saastal, VS).
 

Fig. 5 - Armée de pipkrakes au petit matin à proximité du sommet du Gramont (Chablais valaisan).


Fig. 6 - Hypothèse des étapes de formation des aiguilles de glace (explications dans le texte).

 

 
High Mountain and Periglacial Systems

Société Suisse de Géomorphologie (SSGm) - Fiches pour l'enseignant - Chapitre 3 : Environnements périglaciaires
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