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Encore peu étudiés et mal connus, les phénomènes périglaciaires (permafrost, glaciers rocheux) révèlent peu à peu leurs secrets. Une tentative pour modéliser leur distribution
en Suisse occidentale, mieux comprendre l'évolution climatique de nos régions, voire prévenir des catastrophes naturelles.
Autant les plus grands glaciers de Suisse sont suivis attentivement par les scientifiques depuis le milieu du siècle dernier, date à laquelle ils ont commencé de régresser, autant les phénomènes de type périglaciaire ont été négligés jusqu'au début des années septante. Il est vrai que les premiers ont l'inestimable avantage d'être visibles (et même spectaculaires) et répertoriés sur des cartes. En revanche, le permafrost (ou pergélisol, selon la terminologie en vigueur en France) et les glaciers rocheux sont difficilement identifiables, et leur apparence n'a rien d'impressionnant. Conséquence, qui explique aussi l'absence de documentation historique en matière périglaciaire, l'étude du permafrost est plus longue et plus onéreuse que celle des glaciers.
Autre différence, si les glaciers représentent, pour certains du moins, un enjeu économique en permettant une exploitation pour un domaine skiable, l'intérêt qu'on pourrait manifester envers les zones périglaciaires est moins évident. Or, l'incidence du permafrost sur les constructions alpines, ou sur la probabilité de dangers naturels, est loin d'être négligeable. Avec le réchauffement constaté et présumé du climat, l'observation des zones périglaciaires se renforcera sans aucun doute. Déjà, les travaux entrepris par l'Institut de géographie de l'Université de Lausanne (IGUL), principalement par Emmanuel Reynard et divers collaborateurs, ont obtenu le soutien d'entreprises actives dans de telles zones.
Le glacier rocheux, lui, est plus facilement repérable, par sa forme caractéristique, qui rappelle celle du glacier normal. De quoi s'agit-il? "Deux théories expliquent la formation de glaciers rocheux, détaille Emmanuel Reynard. La première est la plus couramment vérifiée: une masse d'éboulis plus ou moins gros et compacts reçoit des infiltrations d'eau, qui gèle; en profondeur d'abord, la glace ne fond plus entièrement. Puis, au fil des ans, l'accumulation de glace intersticielle est suffisante pour que le tout commence à fluer, c'est-à-dire à descendre régulièrement la ligne de pente, à la manière d'un glacier normal."
La première version semble nettement la plus courante. Certains séminaires spécialisés ont vécu des batailles homériques entre tenants des deux théories. Un mélange des deux phénomènes est envisageable - cela a été notamment constaté lors de l'observation du glacier rocheux de Lona, au-dessus de Grimentz, dans le Val d'Anniviers.
On a également observé une interaction entre glacier normal et glacier rocheux, le premier recouvrant le second, puis se retirant au gré des stades et des interstades glaciaires. En revanche, on ne sait pas encore déterminer avec précision l'interaction entre névés (plaques de neige plus ou moins permanentes) et permafrost.
Les travaux de l'IGUL, qui s'est spécialisé dans ce domaine depuis le début des années 1990 en achetant du matériel instrumental de pointe, se sont inscrits dans un vaste programme de recherches au niveau suisse, en particulier avec l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich et les Instituts de géographie des universités de Fribourg et de Berne. Ce réseau fonctionne à deux vitesses: premièrement, d'une manière informelle, entre assistants, notamment sous la forme d'échanges d'articles. Mais surtout, sous l'égide du groupe de coordination permafrost de l'Académie suisse des sciences naturelles, un modèle de mesures commun à tous les instituts de Suisse a été adopté, notamment à la suite d'un week-end de tests dans les Grisons, où chaque méthode a été confrontée. Depuis, une base de données nationale est mise sur pied, qui sera disponible sur Internet dès novembre de cette année.
A cette uvre de grande envergure, la contribution de l'IGUL est importante, puisque les chercheurs de l'Université de Lausanne défrichent un terrain jusqu'ici ignoré, les Hautes Alpes calcaires. En effet, comme l'explique Emmanuel Reynard, on partait du principe que le versant nord des Alpes, froid et humide, était plutôt favorable aux glaciers, alors que le versant sud, froid et sec, devait compter davantage de permafrost. C'est ainsi que les recherches s'étaient concentrées sur des régions telles que les Grisons (l'Engadine en particulier) et la rive gauche du Rhône, dans le Valais central. Or, les travaux des chercheurs lausannois démontrent que ce parti-pris est partiellement éronné: dans une étude publiée cette année par les cahiers UKPIK de l'Université de Fribourg, dans le cadre des Actes de la Réunion annuelle de la Société suisse de géomorphologie, Marcia Phillips (qui entre-temps a été poursuivre ses travaux à l'Institut fédéral pour l'étude de la neige et des avalanches du Weissfluhjoch, à Davos) et Emmanuel Reynard estiment que la morphologie de la région (les Alpes calcaires des Diablerets au Wildstrubel) est déterminante sur l'importance et l'altitude du permafrost discontinu, au moins autant que le climat.
La conclusion de leur texte, intitulé "Influence régionale du climat et de la morphologie sur la distribution du permafrost: l'exemple des Hautes Alpes calcaires", indique que "les caractéristiques climatiques de la région (pluviométrie et hauteurs de neige relativement élevées) devraient diminuer l'aire d'extension du permafrost par rapport aux zones plus continentales des Alpes pennines et grisonnes. Or, il apparaît que les limites inférieures du permafrost probable obtenues sur la base de mesures BTS (réd: mesures de la température du sol sous la couverture neigeuse) sont globalement inférieures à celles des Grisons. Nous émettons l'hypothèse que la morphologie de la région est le facteur principal influençant la distribution du permafrost discontinu."
En effet, les hautes parois rocheuses des Alpes calcaires protègent les glaciers rocheux de l'ensoleillement direct; elles contribuent aussi, par l'action de gel-dégel, à alimenter sans cesse ces glaciers rocheux. De plus, la formation antérieure de profonds vallons orientés au Nord par des glaciers locaux a créé un terrain favorable au permafrost.
Pour découvrir du permafrost, l'observation sur le terrain demeure le point de départ de toute recherche. Ensuite, plusieurs méthodes indirectes se recoupant permettent d'affiner l'étude. En hiver, on mesure la température du sol sous la couverture neigeuse (BTS). En été, c'est la température de l'eau de source qui s'échappe du terrain étudié qui est auscultée: si elle est inférieure à 1 degré C, voire à 2 degrés, on sait qu'il y a glace. Des mesures géoélectriques permettent également de déterminer la résistivité du sol, qui est différente suivant qu'il est gelé ou non.
L'IGUL a acquis cette année un nouveau matériel, des petites sondes de température qui restent en place durant six mois à un an, et qui permettront des mesures plus fines de la température du permafrost en rapport avec la température de l'air.
Car vingt ans d'observations du permafrost ont déjà indiqué, de manière partielle et locale, que le domaine périglaciaire subit lui aussi les effets du réchauffement climatique: quelques forages effectués par l'EPFL ont montré qu'il s'est dégradé durant la décennie 80. Mais si les glaciers sont des baromètres rapides des changements climatiques (lire en pages 24 et 25), le permafrost réagit plus lentement, et ne montrera sans doute que des phases de plusieurs dizaines d'années. En effet, l'inertie thermique du sol est plus grande que celle de la glace en surface: la différence journalière de température a une incidence sur une épaisseur de 20 à 30 centimètres, la différence saisonnière se mesure sur un à deux mètres. Or, le permafrost atteint couramment dix mètres de profondeur.
Reste toutefois que le réchauffement climatique (et pas seulement ce phénomène) doit inciter à observer attentivement les zones périglaciaires, susceptibles de provoquer par leur dégel des catastrophes naturelles sous forme de laves torrentielles. En 1987, lors des inondations de la vallée de Conches (dans le village de Münster en particulier), de Poschiavo aux Grisons et d'Uri, la plupart des zones de déclenchement des laves torrentielles étaient situées dans des secteurs à permafrost.
Autre incidence très pratique du permafrost, tout ce qui concerne les constructions au-delà de la limite moyenne du pergélisol, soit environ 2500 m. L'ancrage d'un pylône, par exemple, nécessitera une technique particulière s'il est situé sur une zone périglaciaire. Dans le cadre du chantier de Cleuson-Dixence, l'installation du téléphérique de la Dent de Nendaz s'est heurtée à du permafrost. Lors de la construction de la station supérieure du téléphérique du Petit-Cervin, à Zermatt, les ingénieurs ont dû mettre au point une technique d'ancrage évitant de forer la roche du permafrost et d'y injecter du béton; le réchauffement provoqué par le durcissement du ciment aurait risqué d'engendrer le dégel, donc la dislocation du permafrost. Un problème similaire s'est posé lors de l'agrandissement de la gare du Jungfraujoch.
Et que se passe-t-il lorsque le climat se réchauffe, et que les glaciers rocheux fondent au point de disparaître? Ils se fossilisent. Philippe Schoeneich, chercheur à l'IGUL, en a recensé une quinzaine dans les Préalpes vaudoises. Ils fournissent de précieux renseignements pour la "reconstruction paléoclimatique", autrement dit pour connaître l'évolution du climat de nos régions lors des derniers millénaires.
Thierry Meyer