Les glaciers du Haut Arc (Savoie)

280 Pages·2016·48.94 MB·French

by  Sylvain Jobard

Les glaciers du Haut Arc (Savoie) : caract´erisation et
impacts de la d´ecrue post-Petit Age Glaciaire
Sylvain Jobard
To cite this version:
Sylvain Jobard. Les glaciers du Haut Arc (Savoie) : caract´erisation et impacts de la d´ecrue
post-Petit Age Glaciaire. G´eographie. Universit´e de Savoie, 2005. Fran¸cais. <tel-00011264>
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Laboratoire
Environnements,DynamiquesetTerritoiresdelaMontagne
CENTRE NATIONAL
DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
UMR 5204
Thèse de doctorat en Géographie
Les glaciers du Haut Arc (Savoie) : caractérisation
et impacts de la décrue post-Petit Age Glaciaire
Sylvain Jobard
2 décembre 2005
Pr. Alain Marnézy Directeur de thèse Université de Savoie, Chambéry
Pr Jean-Jacques Delannoy Président du jury Université de Savoie, Chambéry
Pr. Marie-Françoise André Rapporteur Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand
Pr. Charles Le Coeur Rapporteur Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne
M. Marc Dzikowski Examinateur Université de Savoie, Chambéry
Illustration de la couverture
1- Glacier du Baounet, S. Jobard 2004.
1
2- Barre de séracs sur le glacier de
Charbonnel, S. Jobard 2003
3- Vue en 3D de l’extension des glaciers
d’Arnès, Arbéron et Baounet depuis la fi n
du PAG. Orthophotographie (IGN, 2001)
drapée sur le Modèle Numérique de Terrain
(Visual Dem).
2
S. Jobard, 2005
3
Laboratoire Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne.
CNRS - UMR5204 - Bât. Belledonne - Campus Scientifi que
73376 LE BOURGET DU LAC CEDEX
http://edytem.univ-savoie.fr/
Email : [email protected] ou [email protected]
R
ÉSUMÉ
La décrue post-Petit Age Glaciaire en au cours de la dernière décennie. Cette évolution
Haute Maurienne est abordée dans cette étude est interprétée comme une intensifi cation du
par trois angles de vision complémentaires. Les forçage climatique actuel. L’analyse à un pas de
évolutions de l’englacement du bassin versant du temps très fi n d’un glacier instrumenté de 2002
Haut Arc pendant la décrue glaciaire post Petit à 2005 aboutit à un outil de suivi quotidien des
Age Glaciaire sont reconstituées sur un échantillon caractéristiques du réseau de drainage glaciaire.
d’une trentaine de glaciers à l’aide de différentes Il s’avère que l’effi cacité du réseau de drainage
sources documentaires (archives, témoins géo- augmente fortement au cours de la saison d’abla-
morphologiques, clichés aériens et scènes satelli- tion, principalement par un accroissement de la
tales). Les résultats sont exprimés sous la forme perméabilité du glacier. L’analyse des hydrogram-
d’une série de cartes d’extension des glaciers et de mes de crue nous renseigne sur l’intensité des
diagrammes des surfaces relatives sur la période processus d’ablation à un pas journalier reliant les
d’étude (1850-2000). Ces données aboutissent à phénomènes de surface à la structure du réseau
une typologie des modes de décrue, révèlant un de drainage glaciaire.
couplage effi cace entre les forçages climatiques
et ces glaciers alpins. La décennie 1990-2000 est
marquée par une accélération synchrone de la Les impacts de la décrue sur le milieu
décrue sur l’ensemble des glaciers. glaciaire montrent une modifi cation signifi cative
de l’environnement des glaciers au cours des 150
dernières années. La genèse des aléas d’origine
Dans un deuxième temps, les impacts de glaciaire se transforme avec cette évolution du
la décrue sur l’hydrosystème proglaciaire sont milieu, avec des atténuations ou au contraire l’ap-
étudiés à travers les enregistrements pluri décen- parition de nouveaux phénomènes. L’intensifi ca-
naux des débits journaliers d’un torrent glaciaire tion de la décrue au cours de la dernière décennie
(l’Avérole). Les analyses montrent une modifi ca- induit la formation d’aléas préoccupants.
tion majeure du régime du torrent proglaciaire
Mots-Clefs : Haut Arc (Savoie), retrait glaciaire, hydrologie, monitoring météorologi-
que et environnemental, réseau de drainage glaciaire, aléas glaciaires
A
BSTRACT
The glacial recession post-Little Ice Age in the The mechanisms of the glacial recession processes
valley of Haute Maurienne is studied by three comple- are investigate through a high frequency systemic analysis
mentary points of view. In the fi rst time, the evolutions of atmospheric parameters and pro-glacial discharge. In
of the glacial rate in the watershed of the Haut Arc have this aim, the Baounet glacier has been instrumented since
been reconstructed on the sample of thirty glaciers. The 2002 with a monitoring station to record the environmental
method carried out is based on GIS software supplied parameter. The measurements are modelled to characterize
by various documentations (old maps, aerophotography, the development and the evolution of glacial drainage
geomorphological records). The maps of glacier’s extension networks. The results show an increase in drainage system
and the diagrams of the relative area, obtained by this effi ciency during the ablation season. It’s interpreted as the
approach, lead to a classifi cation of the different type of recording of the climate forcing on the glacial drainage
glacial recession. These results are interpreted as a high structure. In the last time, the analyses of the daily hydro-
degree of interaction between the climate forcing and the graphs with this method lead to the quantifi cation of the
glacier response. The last ten years are charactezised by a daily intensity of the melting processes on the glacier. This
synchronous increase in the glacial recession on all glaciers new tool can be used to link the glacial surface processes to
in the watershed. the internal structure the drainage patterns.
The second part of this study concerns the The impacts of the glacier’s surface evolution
consequences of the glacial recession on the high moun- on the mountain environment are studied by the glacial
tain environment. The analyses on glacial discharge the hazards approach. We show that the last ten years are
Avérole river case-study show a signifi cant evolution of the characterized by the increase of the glacial hazards in the
proglacial hydrology of the river on the last ten years. Haut Arc watershed. The case studies of supra-glacial
lakes are developed to explain the mechanisms.
Keywords : Haut Arc (Savoie), glacial retreat, hydrology, environmental monitoring,
glacial drainage network, glacial hazards.
Les glaciers du Haut Arc (Savoie) : caractérisation et impacts de la décrue post-Petit Age Glaciaire
1
S. Jobard, 2005. Thèse, Lab. Edytem, Université de Savoie.
R
EMERCIEMENTS
Au terme de trois années de recherche, La valorisation de mes travaux a trouvé
mes premiers remerciements vont à mes proches, un écho particulier à travers la collaboration
en particulier mes parents, qui m’ont soutenu fructueuse avec M. Dzikowski et sa science des
et supporté aussi bien moralement que sur les modèles hydrogéologiques. Je l’en remercie par-
nombreuses missions de terrain. Les mesures ticulièrement pour les éclairages et la motivation
en montagne n’ont été possibles qu’avec l’appui qu’il m’a donné à cette occasion et qui ont contri-
précieux des amis : Aurélie, Manu, Camille, bué largement à l’achèvement de ce travail.
Vincent, Anne, Michel, Frédérique et Philippe.
Qu’ils trouvent avec ces quelques lignes une bien
modeste expression de ma gratitude. Les trois années de vie quotidienne dans
le laboratoire ont été marquées par une ambiance
conviviale de la part de l’ensemble du personnel.
Ce projet de recherche n’aurait jamais vu le Ce contexte a été favorable à la concrétisation
jour sans la confi ance que m’accordée Alain Mar- de ce projet de recherche, en particulier par
nézy. Je l’en remercie sincèrement, ainsi que pour l’appui réconfortant des doctorants. Je remercie
la rapidité de ses corrections et son indulgence particulièrement l’équipe des thésards d’Edytem :
face à mes incursions vers d’autres disciplines. Le François, Morgane, Anne, Mélanie, Anne-Sophie,
cadrage scientifi que de ces travaux a bénéfi cié de Christophe, Laurence, Odile, Stéphanie, Emilie,
précieux avis provenant de divers horizons. A ce Lionel et Xavier.
titre, mes pensées vont à M. Chardon, C. Vin-
cent, L. Reynaud, B. Francou, M. Jacquemmoz,
L. Mercalli et D. Cat Berro. F. Valla, D. Fabre, J’adresse également un grand merci à An-
G. Bocquet et G. Kappenberger occupent une dré Paillet, pour m’avoir initié aux subtilités d’un
place particulière en raison de leurs avis particu- logiciel de mise en page, et à Vincent Blanc, pour
lièrement enrichissants, prodigués au cours du l’effi cacité de son assistance informatique.
voyage initiatique de l’International Glaciological
Society-SAO au milieu des immenses glaciers
d’Alaska et du Yukon. Enfi n, une petite pensée va à Laurent,
parti trop tôt pour voir la concrétisation d’un
lointain rêve d’étudiant.
S
OMMAIRE
I .................................................................................................. 5
NTRODUCTION GÉNÉRALE
P : L’ H M
REMIÈRE PARTIE ÉVOLUTION DES GLACIERS DE AUTE AURIENNE
P -P Â G ..................................................... 13
AU COURS DE LA DÉCRUE OST ETIT GE LACIAIRE
1- L’enregistrement climatique du P.A.G. par les glaciers alpins. ................................................ 13
2- La méthode de cartographie géomorphologique pour reconstituer .......................................... 24
3- La méthode de reconstitution cartographique des glaciers ....................................................... 46
4- Résultats et interprétations : une typologie de la décrue glaciaire post-PAG. .......................... 56
D : ’ - ,
EUXIÈME PARTIE L HYDROLOGIE DES TORRENTS PRO GLACIAIRES
........................................................................... 75
UN MARQUEUR DU RETRAIT DES GLACIERS
1- Les variations pluri-décennales de l’hydrologie du torrent proglaciaire de l’Avérole. ............ 76
2- L’évolution saisonnière du réseau hydrologique glaciaire ....................................................... 93
T :
ROISIÈME PARTIE LES IMPACTS DE LA DÉCRUE GLACIAIRE SUR LE MILIEU
XX . ............................................................ 139
DE HAUTE MONTAGNE AU COURS DU E SIÈCLE
1- Impacts de la décrue sur le milieu glaciaire .............................................................................. 139
2- Les aléas d’origine glaciaire en Haute Maurienne .................................................................... 151
C ....................................................................................................... 187
ONCLUSION GÉNÉRALE
Références bibliographiques ......................................................................................................... 190
Annexes ......................................................................................................................................... 201
Les glaciers du Haut Arc (Savoie) : caractérisation et impacts de la décrue post-Petit Age Glaciaire
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S. Jobard, 2005. Thèse, Lab. Edytem, Université de Savoie.

I
NTRODUCTION GÉNÉRALE
1 – Le retrait glaciaire contemporain.
Depuis la fi n du Petit Age Glaciaire (PAG), Le retrait glaciaire infl uence le milieu de
au milieu du XIXe siècle, les glaciers alpins subis- montagne sous différents aspects. Les glaciers
sent un recul généralisé (R.C. Bachmann, 1983; A. ont de moins en moins d’emprises sur les paysa-
Zryd, 2001). Cette décrue des glaciers est parfois ges et modifi ent la perception de cet espace par
très intense et peut conduire à la disparition des les sociétés montagnardes. Cette modifi cation du
plus petits glaciers de certains massifs (B. Francou, patrimoine naturel joue un rôle dans l’image de
2000). Le Petit Age Glaciaire est une période marque des sites touristiques et peut infl uencer
marquée par des températures plus basses et un les pratiques de mise en valeur de ces espaces.
rayonnement solaire moins intense, conduisant à Dans le même temps, la modifi cation des surfaces
un climat plus favorable aux glaciers (C. Vincent, englacées induit, à terme, des impacts sur la res-
2002; E. Le Roy Ladurie, 2004). Cette péjora- source en eau et sur sa disponibilité saisonnière.
tion climatique s’est étendue du XVIe siècle au Il s’agit à la fois de l’approvisionnement en eau
milieu du XIXe siècle (J.M. Grove, 1990). Cette potable, mais aussi des ressources hydrauliques
défi nition temporelle reste sujette à débats scien- pour la production énergétique et pour l’industrie
tifi ques et conduit différentes disciplines à croiser de la fabrication de neige de culture. Enfi n, le
leurs résultats, depuis les glaciologues jusqu’aux retrait glaciaire induit des évolutions des risques
historiens, en passant par les géographes et les d’origine glaciaire, ce qui tend à modifi er les
géologues (A. Henderson-Sellers et P. Robinson, interactions entre les activités anthropiques et
1986; S. Joussaume, 1999 ; R.S. Bradley, 2000). les glaciers. En effet, la diminution des surfaces
englacées peut, dans le même temps, minimiser
La crue glaciaire du PAG a été détectée certains aléas et en générer de nouveaux.
sur la plupart des glaciers à travers le monde,
et cela sous toutes les latitudes (A. Post et Ed. Les études sur la thématique du retrait
Lachapelle, 2003). Bien sûr, il existe des spécifi ci- glaciaire au cours du XXe siècle prennent géné-
tés locales, notamment sur la date du maximum ralement deux formes complémentaires. L’une
de la crue (A. Rabatel, 2005), mais le phénomène d’elle concerne l’enregistrement climatique par
s’avère d’ampleur planétaire. Il traduit un change- les glaciers et le phénomène de changement glo-
ment climatique majeur à travers des fl uctuations bal (M. Vallon et al., 1995 ; J. Oerlemans, 2001;
glaciaires. Depuis la fi n du Petit Age Glaciaire, D. Six, 2001). Cette approche est liée à une vision
il se produit sur la plupart des glaciers un recul physique des glaciers et se concentre spécifi que-
généralisé qui s’inscrit dans le paysage par des ment sur un nombre restreint de sites à travers
délaissées glaciaires et des cordons morainiques le monde (M. Dyurgerov, 2002). Seuls quelques
peu ou pas végétalisés. Cette période de décrue se glaciers, jugés signifi catifs, sont instrumentés et
poursuit au cours du XXe siècle, avec des adap- suivis sur plusieurs décennies afi n de constituer
tations locales se traduisant par des pulsations des séries de mesures les plus longues possibles.
ponctuant le recul global des glaciers (L. Reynaud L’autre approche, complémentaire dans l’espace
et al., 2002). et le temps, se concentre sur les liens entre les
glaciers et leur environnement.
Les glaciers du Haut Arc (Savoie) : caractérisation et impacts de la décrue post-Petit Age Glaciaire
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Introduction générale
C’est le domaine des géographes et des Dans le même temps, les mécanismes de
géomorphologues (J. Menzies, 1995 ; D.E. Sudgen la décrue et les phénomènes physiques à haute
et B.S. John., 1976; M-F. André, 1993; C.K. résolution se concentrent généralement sur les
Ballantyne, 2002). L’échelle d’étude prend alors bilans de masse des glaciers. Or, l’ablation estivale
la forme d’un massif sur laquelle les évolutions joue un rôle majeur dans la variabilité interan-
des glaciers sont comparées entre elles, reposi- nuelle du bilan de masse (P. Wagnon et al,1999).
tionnées dans un contexte géomorphologique Quels sont les outils pour évaluer les effets des
plurimillénaire. Ces deux visions se complètent, variations d’intensité des processus d’ablation
notamment lorsqu’elles sont centrées sur des au cours d’une saison estivale ? Cette échelle de
espaces communs. Historiquement, le massif du temps constitue l’élément de base des variations
Mont Blanc a fait l’objet de nombreux travaux qui glaciaires pluri annuelles. En effet, les processus
ont laissé divers témoignages de l’évolution des des pulsations glaciaires sont issus de l’intégration
glaciers. Ce secteur est aussi l’un des berceaux de sur plusieurs années de phénomènes infra annuels.
la glaciologie moderne, avec des études détaillées Quelles sont les informations environnementales
sur quelques glaciers comme par exemple la Mer disponibles à une haute résolution temporelle ?
de Glace. D’autres massifs des Alpes Occidentales
Françaises ont intéressé les scientifi ques, comme Les objectifs qui viennent d’être énoncés
l’Oisans ou la Vanoise (R. Vivian, 1975). sommairement aboutissent à défi nir la probléma-
tique de cette étude centrée sur la caractérisation
de la décrue des glaciers depuis la fi n du PAG
2- Les objectifs de l’étude à des échelles de temps et d’espace variables.
La décrue des glaciers au cours de la dernière
décennie est-elle signifi cativement différente du
L’universalité de la décrue du Petit Age retrait généralisé depuis le milieu du XIXe siècle?
Glaciaire peut être appréhendée avec de nouveaux Quels sont les mécanismes à l’origine de cette
outils informatiques d’observation de la Terre accentuation de la décrue post-PAG ? Quelles en
depuis l’espace (navigation interactive sur des sont les conséquences sur le milieu glaciaire et sur
serveurs Internet). Les traces géomorphologi- l’hydrosphère à l’aval des glaciers ?
ques de la diminution des surfaces englacées sont
visibles sur la plupart des glaciers de la planète.
Cependant, les études pour quantifi er et caracté- 3- Approche méthodologique et choix
riser l’intensité de la décrue sur un ensemble de conceptuels.
glaciers sont rares. Existe-t-il des similitudes dans
les modalités de la décrue post PAG à l’échelle
d’un massif ou d’un bassin versant ? L’approche La problématique retenue pour cette
morphologique à cette méso-échelle a pour but étude comporte une dualité temporelle et spatiale
d’établir une classifi cation des types de décrue. intrinsèque. Les échelles de réfl exions différentes
Ce point de départ dresse un aperçu du contexte n’apportent pas le même degré de détail et donc
général de la décrue glaciaire et sert de référence le même type d’information. Pour relier ces deux
afi n de relativiser les évolutions actuelles des gla- approches, nous les intégrons dans un cadre de
ciers. En effet, il est diffi cile d’estimer l’intensité de réfl exion basé sur une vision systémique du milieu
l’accélération du retrait glaciaire de ces dernières glaciaire (R.J. Chorley et B.A. Kennedy, 1971; K.
années à l’occasion d’années particulières comme Richards, 1987; J.E. Hicking, 1995). Selon cet axe
2003. Cette situation est-elle inédite au cours des conceptuel, nous défi nissons le glacier comme le
150 dernières années ? produit des interactions entre l’atmosphère et le
contexte topographique (Fig. I.1).
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S. Jobard, 2005. Thèse, Lab. Edytem, Université de Savoie.
Fig. I.1 : Représentation schématique du système glaciaire.
L’aspect du glacier est un expression morphologique des interactions atmosphère-topographie.
La forme, la dynamique ou encore l’exten- Un premier volet de cette étude se
sion des glaciers ne sont qu’une matérialisation concentre donc sur les reconstitutions de ces
physique des relations entre ces deux comparti- extensions au cours des 150 dernières années.
ments complémentaires. Dans cette optique, un La méthodologie retenue s’appuie tout d’abord
même climat agissant sur un panel de situations sur la cartographie géomorphologique des mar-
topographiques aboutit à la genèse d’un groupe ges proglaciaires afi n de reconstituer l’état des
de glaciers tous différents. Cette confi guration se glaciers à la fi n du Petit Age Glaciaire. Puis les
retrouve à l’échelle d’un massif sur lequel règne documents d’archive, les photos aériennes et les
un climat donné et qui produit différents glaciers scènes satellites sont intégrées dans un Système
selon la diversité des contextes topographiques. d’Information Géographique afi n d’établir des
Par ailleurs, il se défi nit un domaine d’existence cartes de l’extension des glaciers au cours du XXe
des glaciers, principalement lié à la conjonction siècle. Ces documents constituent la base d’une
de paramètres météorologiques favorables. Ces classifi cation des types de décrues glaciaires et de
derniers sont eux même liés au climat local et au leurs signifi cations environnementales.
contexte topographique. Le domaine d’existence
des glaciers évolue au cours du temps à la faveur D’autre part, nous considérons que le gla-
des modifi cations du climat, se traduisant alors cier joue un rôle d’intégrateur et de structuration
par des fl uctuations glaciaires. des paramètres atmosphériques à des échelles de
temps différentes. Ainsi l’hydrologie des torrents
A partir de ce constat, nous supposons traduit cette caractéristique des glaciers à travers
que les variations de l’extension des glaciers au un régime particulier d’évolution des débits au
cours de la décrue post PAG traduisent les mo- cours de l’année.
difi cations des conditions climatiques sur cette
même échelle de temps.
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