Objectif scientifique

Les principaux objectifs scientifiques sont d’étudier la relation entre les variations climatiques et les bilans de masse glaciaires à partir de mesures de terrain, ceci afin de prévoir l’évolution future des glaciers en termes de ressources en eau et leur contribution à l’élévation future du niveau des mers. Il s’agit également de comprendre la réponse dynamique des glaciers (variations d’épaisseur, de longueur, de vitesse d’écoulement) aux fluctuations des bilans de masse et ainsi étudier les risques naturels d’origine glaciaire.

Le site expérimental

Le glacier de Sarennes est un petit glacier de cirque situé dans le massif des Grandes Rousses (45° 07’ N ; 6° 07’ E) dans les Alpes françaises. Orienté plein sud, il s’étend entre 2900 et 3000 m d’altitude. Sa pente est faible (20°) et sa dynamique d’écoulement quasiment négligeable avec des vitesses de surface de l’ordre de 20 à 40 cm/an. Sa surface, qui est aujourd’hui de quelques hectares, a fortement diminué au cours du XXe siècle, passant ainsi de 124 ha en 1908 à 85 ha en 1952 et 41 ha en 2003, 12 ha en 2009 et 9 ha en 2014. Son épaisseur actuelle est estimée à environ 10-20 m de glace d’après des mesures radar effectuées en 1992. Il a perdu localement plus de 120 m d’épaisseur depuis le début du XXe siècle.

Le protocole de mesure

L’observation comprend les relevés de bilans de masse d’hiver, par carottages en avril-mai, qui quantifient l’alimentation annuelle en neige de l’hiver. Les bilans d’été sont mesurés plusieurs fois (8 visites de mai à novembre) pour quantifier la perte de masse, à l’aide de nouveaux carottages et de mesures de fonte à partir de balises qui sont insérées dans la glace. Et c’est ainsi depuis 1949. Sur de telles séries temporelles longues, des erreurs systématiques peuvent s’accumuler et biaiser l’estimation que l’on peut faire de la perte ou du gain de masse du glacier. Des contrôles de ces mesures sont réalisés en comparant cette estimation à une mesure indépendante réalisée avec un bilan obtenu en évaluant par cartographie les changements de géométrie du glacier (photogrammétrie aérienne). Cette comparaison qui n’a pas mis en évidence d’erreur systématique significative a permis de confirmer la qualité de série de Sarennes sur près de 70 ans de mesures.

La série de bilan de masse de Sarennes a fait l’objet d’une analyse temporelle fine à l’aide d’outils statistiques bayésiens avancées. Cette analyse a conduit à mettre en évidence 2 changements :

• Un changement du climat d’hiver à partir de 1976 révélant des hivers plus enneigés. Cet effet que l’on retrouve à l’échelle régionale est plutôt marqué à l’ouest de l’arc alpin et s’explique par des précipitations plus abondantes en début et en fin d’hiver.
• Un changement du climat estival depuis 1982 qui lui est général à tout l’arc alpin. Cette augmentation de la fonte estivale de +43% s’explique surtout par un allongement de la période de fonte en fin d’été et par une intensification de la fonte au cœur de l’été, ce qui est bien expliqué par l’évolution des températures atmosphériques. Grâce à une modélisation des bilans d’énergie de surface, nous avons également déterminé que le rayonnement infrarouge de l’atmosphère (émis par les gaz à effet de serre) et les flux de chaleur latente (énergie liée à la condensation de la vapeur d’eau) expliquent cette intensification. Le rayonnement solaire et le flux de chaleur sensible (l’énergie fournie directement par l’air qui circule au-dessus du glacier) expliquent surtout les fontes extrêmes que l’on rencontre lors des épisodes de canicule.

Collaborations

• Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE)
• World Glacier Monitoring service (WGMS)

Contact

Emmanuel Thibert