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Eboulis froids de basse altitude

Fiche 3.5.1
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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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Plusieurs centaines de mètres en dessous de la limite inférieure du pergélisol discontinu (correspondant à l'isotherme -1°C ), des conditions de sols gelés en permanence et de la glace se retrouvent dans de nombreuses formations sédimentaires poreuses (éboulis froids, glacier rocheux fossile, zone d'éboulement,…) (fig. 1 à 4) ainsi que dans des cavités souterraines (les glacières, cf. fiche 3.5.4).

Des observations de végétation azonale (arbres nains, flore boréo-alpine) (fig. 5), d'espèces faunistiques reliques, de glace en surface et de sol gelé durant les jours chauds de l'été, ainsi que de courants d'air frais soufflant entre les blocs de pierres sont couramment relevées dans des éboulis de basse altitude (en dessous de la limite de la forêt) sur des sites où la température moyenne annuelle de l'air (MAAT) est largement positive (fig. 6). De la glace a également été couramment signalée lors de l'excavation d'un éboulis pour la construction d'une route. Du pergélisol (tempéré et très dynamique, ie. tantôt présent, tantôt absent selon les années) peut donc exister dans la partie basse des éboulis de basse altitude (i.e. en dessous de la limite des forêts)..

Ces manifestations surprenantes sont connues sous le nom d' éboulis froid, dont la définition est la suivante : formation sédimentaire poreuse se rencontrant à toute altitude et caractérisée par la présence d'une anomalie thermique négative (refroidissement) dans sa partie basse et d'une anomalie thermique positive dans sa partie haute (réchauffement) par rapport à la température moyenne annuelle de l'air (fig. 7). Les anomalies thermiques négatives atteignent fréquemment 3 à 7°C par rapport à MAAT !

De nombreuses hypothèses ont depuis longtemps étaient émises pour expliquer les anomalies thermiques rencontrées dans des éboulis froids à basse altitude. Des recherches récentes ont montré que :

•  Les éboulis froids ne sont pas limités aux versants très peu ensoleillés.
•  La circulation d'air par effet de cheminée (dynamique, cf. fiche 3.5.2) est le facteur primordial à la présence d'anomalies thermiques négatives. Ces systèmes de ventilation sont extrêmement fréquents dans les formations sédimentaires poreuses, mais de nombreuses particularités locales (topographie, climat, redistribution de la neige par le vent et les avalanches, présence de végétation, variations granulométriques, ruissellement d'eau de fonte ou de pluie…) en modifient l'ampleur et l'efficacité.
•  Le refroidissement du sol est étroitement dépendant de l’intensité et de la durée des périodes de temps froid durant l’hiver. L’enneigement n’a en revanche qu’une influence secondaire.
•  La théorie du refroidissement pas évaporation estivale a souvent été avancée (en raison de l'absorption de chaleur latente). Cependant l'évaporation (sublimation) de l'humidité (glace) du sol se produit durant l'hiver lorsque l'air froid (et sec) est introduit dans l'éboulis. L'été est en revanche caractérisé par la condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air chaud et des eaux de fonte qui pénètrent dans le terrain refroidi. L'ampleur des changements de phase de l'eau sur le refroidissement/réchauffement reste encore à déterminer.
•  Lors de la fonte des neiges, de l'eau liquide (déjà très froide) circulant plus ou moins librement à l'intérieur de l'éboulis regèle au contact des zones surrefroidies (glace de congélation) aussi longtemps que la température se maintient sous le 0°C (phase zéro, cf. fiches section 3.2). De la glace interstitielle et des lentilles de glace peuvent ainsi être créées et si la fonte estivale n'est pas trop importante, cette glace peut être conservée.

 

Fig. 1 - La combe de Dreveneuse (Chablais valaisan) et ses imposants voiles d'éboulis.
 

Fig. 2 - Le cône d'éboulis du Gourd de la Plâne (Réserve de la Pierreuse , VD).
 

Fig. 3 - Eboulis froid dont la partie inférieure surrefroidie est occupée par un groupement d'arbres nains. La forêt climacique est facilement visible en dehors du cône (Chänel Gantrisch, Préalpes fribourgeoises).
 

Fig. 4 - Le glacier rocheux fossile du Gros Chadoua (Préalpes fribourgeoises) s’est développé en contrebas d’un large voile d’éboulis. Des sorties d’air chaud ont lieu en hiver dans la partie supérieure du voile d’éboulis, alors que le bas des éboulis et le glacier rocheux fossile sont surrefroidis (présence d’arbre nains, de glace estivale et de courants d’air froid comme illustrés sur l’image thermique infrarouge (à d.)).
 

Fig. 5 - Secteur à épicéas nains dans les éboulis du Creux-du-van (Jura neuchâtelois).
 

Fig. 6 - Sol gelé et glace massive à la sortie d'un trou souffleur d'air froid dans le glacier rocheux fossile du Bois des Arlettes ( 1750 m ., région du Col des Mosses, VD).
 

Fig. 7 - Anomalie thermique positive (partie haute) et négative (partie basse) par rapport à la température de l'air se rencontrant dans un éboulis froid ventilé (éboulis des Drudzes, Préalpes fribourgeoises).

 

 
High Mountain and Periglacial Systems

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