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Dégradation du pergélisol des parois rocheuses

Fiche 3.3.3
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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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La dégradation du pergélisol en haute montagne, notamment dans les fissures remplies de glace, est avancée comme une des principales causes possibles des instabilités de parois rocheuses s'étant produites ces dernières années (fig. 1). L'hypothèse d'une relation entre la dégradation du pergélisol (proche de la surface) et l'instabilité croissante des parois rocheuses de haute montagne est étayée par  (i) la présence fréquente de glace dans les niches d'arrachement (fig. 2), (ii) l'augmentation des températures de 1 à 1.6°C dans les Alpes depuis la fin du Petit Âge Glaciaire, (iii) l'amplification du réchauffement depuis le début des années 1980.

La stabilité des parois rocheuses, dont les fissures sont remplies par de la glace, est très fortement influencée par sa température . Des essais de laboratoire montrent que lorsque la température des masses rocheuses se situe juste au dessous du point de fusion (entre –1.5 et 0°C ), leur stabilité diminue et provoque un danger accru de chutes de pierres. Les secteurs de pergélisol tempéré seraient donc propices à des éboulements, alors qu'à plus basse température (pergélisol froid) ou lorsque les fissures sont libres de glace, ces parois seraient plus stables (fig. 3).

Une augmentation de la température de la roche proche du 0°C devient critique, amenant trois conséquences majeures :

•  Perte de l'adhésion roche/glace en raison du changement de phase entre la glace et l'eau.
•  Augmentation de la pression hydraulique en raison de l'existence d'eau liquide dans les interstices.
•  Changements des propriétés de la glace (augmentation de la plasticité) avant le changement de phase.

L'OcCC (Organe consultatif sur les Changements Climatiques) se base sur un réchauffement du climat de la Suisse jusqu'en 2050 d'environ 2°C en automne (fourchette de 1- 5°C ) et de presque 3°C en été (fourchette de 2- 7°C ). Le GIEC (Groupe Intergouvernemental d'experts sur l'Evolution du Climat, IPCC en anglais) a établi différents scénarios prévoyant un réchauffement mondial de 2 à 5°C selon les modèles pour l'année 2100 (dans les Alpes, ces valeurs pourraient être deux fois plus importantes !).

Le réchauffement climatique en cours pourrait ainsi entraîner rapidement un épaississement de la couche active, causant une augmentation des instabilités et des processus de gélifraction (liés aux cycles gel-dégel) en profondeur (fig. 4). En raison d'un temps de transfert de chaleur important en profondeur, les instabilités liées à la dégradation du pergélisol peuvent se produire toute l'année. La réponse thermique du pergélisol à plus grande profondeur se déroule en revanche sur le long terme (siècle) (fig. 1). Cependant pour une grande masse, il est difficile – voire impossible – de savoir quand a eu lieu le facteur déclenchant.

 

Fig. 1 - La réponse thermique du pergélisol au réchauffement climatique se déroule à différentes échelles de temps en fonction de la profondeur. Les chutes de pierres incessantes de l'été 2003 observées dans les Alpes sont associées à une réponse thermique rapide des parois rocheuses (adapté de Noetzli et al. 2007).
 

Fig. 2 - Glace visible dans la niche d'arrachement (versant sud du Cervin vers 3800 m d'altitude, août 2003).
 

Fig. 3 - Changements prédits du facteur de sécurité d’une paroi rocheuse dont les fissures sont remplies de glace, pour une pente de 70° et une discontinuité avec une inclinaison de 40°. Lorsque le facteur de sécurité est supérieur à 1.0, la paroi rocheuse est stable. Le réchauffement de la glace provoque une diminution du facteur de stabilité, avec un minimum lorsque la température atteint -0.5°C (adapté de Davies et al. 2001). Ce graphique suggère ainsi qu’une pente de roches fissurées est stable quand il n’y a pas de glace dans les joints (>0°C) et lorsque la glace dans les joints est à basse température, et deviendra instable quand la glace s’échauffe.
 

Fig. 4 - Dans le versant sud du Mont-Blanc, deux imposants éboulements (volume : 2 millions de m 3 ) ayant recouvert le glacier de la Brenva ont eu lieu les 14 et 19 novembre 1920, et le 18 janvier 1997. Une des causes de ces évènements provient peut-être du réchauffement du pergélisol depuis la fin du PAG (source : Opérations Glaciers).

 

 
High Mountain and Periglacial Systems

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