Pergélisols alpins et les glaciers rocheux (Les-)

Les pergélisols alpins

Nos Alpes comprennent de très nombreuses zones de pergélisols dans lesquelles le volume de glace est parfois plus important que celui de la matière minérale alors que, lorsque les névés ont fondu, leur surface est minérale ( éboulis, blocs ) et parfois végé-talisée. Si les spécialistes reconnaissent assez facilement ces zones, le montagnard et l' alpiniste les foulent souvent sans s' en rendre compte.

Dans les régions montagneuses on fait la différence entre:

- les pergélisols actifs, qui contiennent un volume important de glace et qui sont soumis à des mouvements gravitiques de diverses sortesles pergélisols inactifs, qui contiennent un peu de glace mais qui ne sont plus ou pas encore soumis à des mouvements importantsles pergélisols fossiles, qui sont d' anciens pergélisols ayant conservé une partie de la structure des pergélisols actifs. Dans toutes les régions d' Europe qui ont été recouvertes par les glaciers wùrmiens et rissiens, les géologues ont reconnu d' innombrables zones de pergélisols fossiles. En particulier, il y en a un grand nombre dans le Jura et les Préalpes.

On rencontre les pergélisols alpins entre l' iso -2 °C ( environ ) et la ligne d' équilibre des glaciers, à savoir la limite entre la zone d' accumula où le bilan annuel du volume de neige est positif et la zone d' ablation où le volume de glace diminue chaque année par fusion ( haut de la fig. 3 ). En Suisse, la ligne d' équilibre des glaciers se trouve vers 2800 m sur les versants nord de l' ouest des Alpes et vers 3000 m sur les versants sud des Alpes. L' étendue verticale définie par ces deux limites dépend de différents facteurs climatiques, ce que tentent de schématiser les deux diagrammes du bas de la figure 3. En plus des températures moyennes annuelles, cette étendue verticale dépend surtout du volume des précipitations. Dans les régions au climat très maritime, les pergélisols alpins sont absents et dans celles au climat très continental, on peut les trouver sous des forêts.

Au-dessus de la ligne d' équilibre des glaciers, il y a bien entendu des régions dépourvues de névés ou de glaciers qui sont pergelées, mais ce sont essentiellement des parois rocheuses.

Dans les Alpes suisses et sur les versants peu ensoleillés, les pergélisols alpins se rencontrent approximativement à partir d' une altitude de 2300 m ( fig-4 ).

Gélisol

^*Sv profondeur gel.

ondeur fi -

1

pio i 1 100 200 gradient géothermique extrapolé jusqu' à kl température moyenne de plusieurs siècles T -10 -5 0 5 10 15 20 25 températureC] Figure 1 Variation des températures dans un gélisol ( Dysli [1] ) Figure 3 o Limites des pergélisols 1 alpins.

Climat continental

De quoi est constitué un pergélisol alpin?

La structure interne des pergélisols alpins était très mal connue jusqu' à ces dernières années, où des constructions en haute montagne ( téléphériques ) et des moyens financiers importants dévolus à des recherches scientifiques ont permis la réalisation de forages de reconnaissance dans des pergélisols alpins. Ces forages ont montré que la teneur en

Figure 2 Variation des températures dans un pergélisol ( Dysli [1] ) températureC] -6 ?one active climat se refroidissant climat se réchauffant -25-20-15 -10 -5 0 5 10 températureC] gradient géothermique extrapolé jusqu' à la température moyenne de plusieurs siècles T 4002500 Précipitations annuelles moyennes [mm]

glace des pergélisols alpins était beaucoup plus importante que ce que l'on présumait précédemment. Par exemple, un forage exécuté dans une moraine pergelée lors de la construction du téléphérique du Petit-Cervin a montré que la teneur en glace massique était comprise entre 50% et 80% ( rapport entre la masse de la glace et celle de la matière mi-

Science et montagne < nérale ). La figure 5 décrit brièvement les résultats d' un forage, et des mesures qui ont été réalisées dedans, entrepris en 1987 par le Laboratoire de recherches hydrauliques, hydrologiques et glaciologiques de l' EPFZ dans un pergélisol ( glacier rocheux ) situé près de la station intermédiaire du téléphérique du Corvatsch ( GR ) [3]. On y constate aussi que la teneur en glace est très importante.

Formation des pergelisols alpins

Comment se crée un pergélisol alpin? Différentes théories existent, dont quelques-unes sont contestées. Pour certains, les pergelisols alpins sont les « restes » d' un retrait glaciaire. Pour d' autres, c' est une formation propre à des conditions climatiques et géologiques particulières et les plus prudents ( les meilleurs scientifiques !) optent pour les deux modes de formation, combinés ou non. Par exemple, les moraines sont pergelées par contact avec le glacier.

En dehors du cas des moraines, un des modes de formation probables est schématisé par la figure 6. Pendant l' hiver, le pergélisol en formation est recouvert par les chutes de neige et les avalanches.

550 600 650 250 200

150 100 50 Figure 4 Altitudes au-dessus desquelles, dans les Alpes suisses, on peut s' attendre à rencontrer des pergelisols Dès la fin du printemps et pendant l' été, les chutes de pierres, voire les laves torrentielles, à savoir des coulées de boue mélangée à des blocs pouvant dépasser un mètre cube, viennent recouvrir petit à petit la neige de l' hiver qui fond en même temps. Si l' été n' est pas trop chaud et si les neiges de l' hiver et du printemps ont été assez abondantes, une couche de neige reste emprisonnée sous les éboulis qui la protègent du rayonnement solaire comme de celui du sol vers le ciel, neige qui se transforme en glace. Cette protection contre les radiations solaires permet aux pergelisols alpins de se développer à des altitudes bien inférieures à la zone d' accumulation des glaciers. Le même processus se répète année après année et le pergélisol se forme ainsi petit à petit. Ce processus implique que le pergélisol ne peut se former que dans une zone de réception d' éboulis, à savoir et par exemple un fond de vallon dominé par des parois rocheuses.

Il est aussi possible qu' un pergélisol alpin puisse croître de son fond, limité par un isotherme 0° C, par cryo-succion ( phénomène de formation de lentilles de glace que l'on observe dans certains sols dits gélifs; voir [1] pour plus de détails ).

700 750 800 850 Altitude minimale des pergelisols sur les versants NE à NW Zones des températures moyennes annuelles < 0°C Zones des températures moyennes annuelles5°C sur les versants peu ensoleillés ( NE à NW ). Altitudes minimales des pergelisols adaptées de Barsch [4].

Comme les glaciers, les pergelisols alpins sont une réserve annuelle d' eau. En parcourant, à la fin de l' été ou en automne, des zones de pergelisols alpins dépourvues de névés, on constate un suintement d' eau à la surface du sol qui crée de petits ruisseaux. C' est le résultat de la fonte des lentilles de glace juste sous la surface. C' est aussi une des raisons des débits dans les torrents de montagne qui restent assez importants après la fonte des névés qui les alimentaient en été.

Les glaciers rocheux

Les pergelisols étant constitués le plus souvent d' un volume important de glace, soumis à la gravité, ils se comportent comme un glacier et fluent vers l' aval. La morphologie des masses pergelées en mouvement est ainsi un peu comparable à celle d' un glacier. Pour cette raison et depuis très longtemps, on dénomme glacier rocheux ou glacier de pierres les pergelisols alpins soumis à ces phénomènes de fluage. Les illustrations 1 à 4 montrent quatre glaciers rocheux très caractéristiques des Alpes. Celui du vallon d' Arbole, au-dessus d' Aoste, au sud du Mt Emilius, et celui du val Sassa dans le Parc national d' Engadine ( accessible sans autorisation ) sont les plus spectaculaires et leur visite est vivement recommandée.

En Suisse, la première description précise de glaciers rocheux est due à André Chaix [5] en 1923. Elle concernait plusieurs glaciers rocheux du Parc Figure 5 Résultats des forages et mesures dans le glacier rocheux de Murtèl-Corvatsch ( GR ). Adaptés de D. Vonder Mühll [3].

Température [°C« "

W 2660 ir -4.0 -3.11 -2.0 -1.0O.0 1.0 yf national d' Engadine, dont celui du val Sassa. Il est intéressant de noter qu' à cette époque, Chaix ne pensait pas que les glaciers rocheux puissent être constitués d' un volume important de glace.

La partie droite de la figure 5 montre comment flue vers l' aval un glacier rocheux ( mesures au moyen d' un tube clinométrique ).

W. Haeberli [2] a proposé un mode de formation des glaciers rocheux décrit par la figure 7. Ce mode combine celui de la figure 6 avec le fluage du pergélisol vers l' aval.

Q.

Autres phénomènes connexes

Les glaciers rocheux sont le phénomène le plus spectaculaire des pergelisols alpins. Dans ces sols, et aussi dans ceux qui subissent fortement le gel d' al sans être pergelés, on observe de nombreux autres phénomènes curieux.

Par exemple, il n' est pas rare d' observer sur des pentes raides en gazons ou en éboulis, à la lumière rasante du matin ou du soir, des sortes de bourrelets en forme de festons que B. Francou [6] a dénommé fronts de pierres. Lors des périodes de gel, des lentilles de glace se forment dans le sol et poussent Masse volumique [tm ". " " 3 Déplacement horizontal 1.0 1.4 1.8 2.20 Coupe dans le glacier de pierres 50 Murtèl - Corvatsch sondage 2 / 1987 Science et montagne III. 1 Glacier rocheux du Pas de Lona ( VS ), aujourd'hui en grande partie fossile ( CN 1307 Vissoie, 11O.900/ 606.900 ).

III. 2 Glacier rocheux du vallon d' Arbole, près d' Aoste. ( Carte Kompass 1:50000 n° 86 Gran Paradiso-Valle d' Aosta, 2/G, à droite en montant par le sentier Lago d' Arbole au Passo Tre Cappuccini, 2650-2900 m environ ).

< III. 3 Glacier rocheux du Seetal ( VS ), près de Grächen ( CN 1308 St. Niklaus, 113.500/633.500 ).

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Science et montagne

vers le haut des pierres et des blocs qui s' accumu ainsi, année après année, à la surface du sol en formant des lobes caractéristiques.

On observe aussi fréquemment des sortes de dal-lages qui se forment selon le même principe.

Constructions en haute montagne

Aujourd'hui, les constructions en haute montagne qui peuvent être confrontées à des problèmes liés aux pergélisols alpins sont surtout:

- les refuges destinés à la pratique de l' alpinisme;

- les gares supérieures d' installations de remontée mécanique et les pylônes de ces installations;

- certains ouvrages d' aménagements hydroélectriques comme des prises d' eau.

Hiver

Ruissellement automnal Nappe en écoulement Figure 6 Un mode de formation d' un pergélisol alpin.

.;-..;. .; pierner Figure 7 Formation d' un glacier rocheux selon W. Haeberli [2].

Des solutions techniques adaptées aux pergélisols de montagne doivent donc être trouvées si l'on veut éviter des désordres dans ces constructions.

Dans les Alpes, pour des altitudes comprises approximativement entre 2400 et 3000 m, il n' est pas facile de savoir, lors du projet de la construction, si l'on est en présence ou pas d' un pergélisol. Bien des constructeurs s' en sont seulement rendu compte lors de l' exécution des travaux et ont dû adapter leurs projets en conséquence, ce qui n' a pas été sans mal pour le devis de construction!

Dans le doute, il vaut mieux admettre que l'on est en présence d' un pergélisol que de devoir adapter au dernier moment sa construction ou pâtir pendant toute sa durée d' exploitation des dégâts provoqués par la lente fonte des lentilles et coins de glace sous l' action de la chaleur produite par ces constructions ou par le réchauffement du climat.

Les refuges de haute montagne et les constructions de même type devraient, par exemple, avoir une structure ( fondations et murs ) très rigide, en béton armé, permettant d' atténuer les effets des tassements différentiels dus à la fonte du pergélisol.

cône d' avalanche petit glacier rocheux ( protalus rampart - moraine de névé ) glacier rocheux actit petit glacier moraine historique glacier rocheux actif glacier rocheux inactif Une telle structure est aussi plus résistante à l' ava que celle, encore classique, dont les murs sont édifiés en pierres de taille jointoyées.

Pour des constructions légères, en général préfa-briquées en plaine, des solutions inspirées de celles pratiquées dans le Grand Nord sont recommandées ( voir [1] ).

Effets du réchauffement du climat

Depuis la fin du Petit âge glaciaire ( 1350 à 1850 environ ), le climat de nos régions se réchauffe. C' est un fait incontestable. Quant à l' accélération éventuelle récente de ce réchauffement, il faudra encore de nombreuses années de mesures pour qu' elle soit prouvée objectivement. Par exemple, en déterminant la tendance des températures moyennes annuelles mesurées au Säntis ( 2500 m ), au Grand-St-Bernard ( 2479 m ) et à Davos ( 1590 m ) de 1901 à 1994, l' accroissement a été de +1,. " " .2 °C. En altitude, la conséquence première de ce réchauffement est le retrait des glaciers et la fonte des pergélisols alpins, le premier pouvant être la cause du second.

Lors d' un retrait glaciaire, si la température moyenne annuelle de la surface du sol n' est que légèrement supérieure à 0 °C, il faudra de nombreuses années pour que les températures à l' inté des moraines latérales deviennent positives et que toute l' eau en excès sous forme de glace s' éli. Des fluages, des tassements, voire des laves torrentielles seront le résultat de ce passage du pergélisol au gélisol; phénomène dont pâtiront, par exemple, les constructions éventuellement érigées sur ces moraines.

La figure 8 est une démonstration de ce phénomène basée sur un cas réel et réalisée avec un modèle numérique élaboré. Les niveaux du glacier et les températures de la surface du sol sont, bien entendu, des approximations car ils n' ont pas été mesurés à cet endroit pendant la période considérée. Les températures à la surface du sol tiennent refuge endommagé: il a brûlé par la suite...

SE température annuelle de l' air = environ -1° C +O.5° C msM 2550 2500 2450 compte de l' effet des radiations solaires en fonction de l' orientation de la pente.

La fonte de la glace contenue dans les pergélisols alpins peut être brutale. Cela provient de la chaleur latente de fusion de la glace, qui doit être entièrement « consommée » pour que la glace fonde. Cette fonte est alors très rapide ( quelques jours ) et peut engendrer, si la pente est forte, des laves torrentielles. Celles-ci peuvent avoir des conséquences catastrophiques ( par exemple, Ritigraben près de Grächen VS ). Cela n' a heureusement pas été le cas à La Fouly ( VS ), où les laves torrentielles du 10 juillet 1990 n' ont provoqué que des dégâts mineurs ( ill. 5 ). Dans ce cas, la fonte d' un pergélisol alpin ( moraine du glacier du Dolent ) n' est qu' une des hypothèses considérées.

Conclusion

Les glaciers accaparent depuis longtemps l' intérêt des alpinistes et des scientifiques. Les pergélisols alpins sont par contre encore peu connus, quoiqu' ils présentent aussi un grand attrait pour toute personne s' intéressant au milieu alpin pour raison professionnelle ou ludique. Le présent article a essayé de rendre un peu plus compréhensibles aux randonneurs et aux alpinistes les modes de formation et les comportements de ces sols particuliers. Ils pourront ainsi mieux les reconnaître et observer les phénomènes qui leur sont liés.

Références

[ 1 ] Dysli M., Le gel et son action sur les sols et les fondations, Presse polytechnique et universitaire romande, 250 p., 1991.

[2] Haeberli W., Creep of mountain permafrost, Mitteilungen Nr. 77, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETHZ, 1983. [3] Vonder Mühll D., Geophysikalische Untersuchungen im Permafrost des Oberengadins, Mitteilungen Nr. 122, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETHZ, 1993.

[4] Barsch D., Active rock glaciers as indicators for discontinuous alpine permafrost, Proc. of third Int. Conf. of Permafrost, Edmonton, 1978. [5] ChaixA., Les coulées de blocs du Parc national de l' Engadine, Le Globe, LXII, Mein., 1923. [6] Francou B., Hautes montagnes, passion d' explora. Masson, 1993.. " " .Figure 8 Influence d' un retrait glaciaire sur une moraine per-gelée et, notamment, sur les isothermes 0,1 et -2 °C ( Dysli [1] ).

2400

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t littérature alpines

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Ipine Geschichte, ultur, Erzählungen

Un film extraordinaire sur une grimpeuse extraordinaire Trente-cinq ans après l' ascension du Nose par Warren Harding, Wayne Merry et George Withmore, Lynn Hill réussissait en septembre 1993 le premier parcours tout en libre. Une année plus tard, le 24 septembre 1994, elle s' attaque à ce qui est certainement le plus grand défi de sa carrière en se lançant à nouveau dans la paroi afin de l' escalader en un véritable marathon libre de 23 heures, c'est-à-dire en grimpant toutes les longueurs en tête de cordée. Le film Free climbing the Nose combine l' atmosphère particulière des lieux, la performance incroyable et la personnalité de Lynn Hill pour en faire un tout cohérent, à vous couper le souffle.

Nombreuses nouveautés dans le cinéma alpin Outre ce film exceptionnel, le Musée alpin présente cinq autres produc- Le Musée alpin suisse, à Berne, présente du 22 novembre 1997 au 8 février 1998 six films qui recouvrent un éventail de sujets aussi large qu' actuel. L' un d' entre eux est particulièrement remarquable: Free climbing the Nose, qui traite de la première ascension en libre de la célèbre voie d' EI Capitan, ce monolithe d' environ 1000 m de hauteur ( Yosemite, Californie ) par la grimpeuse Lynn Hill.

Lynn Hill sous le grand toit du /Uose ( prise de vue tirée du film Free climbing the Nose ) tions passionnantes et de première actualité, qui ont été projetées d' abord au Festival du film alpin de Trente ( I ) et à celui des Diablerets.

Ces nouveaux films se distinguent par un professionnalisme étonnant et une dramaturgie rafraîchissante. Les jeunes réalisateurs ont grandi dans l' univers des médias visuels et ont intégré à leur travail les expériences faites dans leurs rapports avec ceux-ci. De cette approche a surgi une image inédite des montagnes et de leurs habitants. Le programme vidéo 2/97 du Musée alpin donne quelques aperçus de ces nouvelles formes de l' approche cinématographique dans les domaines des sports alpins, de la civilisation alpine et de la montagne en tant que mythe.

Sports alpins: nouveaux contenus Depuis quelques années, il se dégage des films alpins une nette tendance à présenter davantage les nouveaux aspects des sports alpins, mettant l' accent plus largement sur les performances sportives. Les protagonistes ne sont plus glorifiés en héros charismatiques, on s' attache bien plus à mettre en évidence leur performance sportive et à faire le portrait des personnalités capables de telles prouesses. Les films qui accrochaient délibérément le spectateur à coup d' entreprises risquées, de sensationnel et d' images spectaculaires dignes de films publicitaires ont presque totalement disparu. Free climbing the Nose, de Lynn Hill, Five Winter Stories, de Warren Miller, et Escape!, d' Uli Wiesmeier, sont de bons exemples de cette nouvelle génération de films de sports alpins; ils donnent une idée de la méthode de travail du réalisateur et montrent par des images certes spectaculaires, mais aussi passionnantes et jamais sans humour, les défis sportifs qu' offre aujourd'hui la montagne aux hommes.

Culture alpine Dans les domaines de la culture alpine, les films d' aujourd se préoccupent de plus en plus des effets du développement sur les populations de montagne. Il s' agit en particulier du transfert des activités agricoles vers le tourisme et les services, et des modifications de la vie quotidienne que cette évolution implique dans les régions de montagne. Par son film Wilderer, Schmuggler und andere Leut'-Geschichten aus weniger guten Zeiten, Hans-Dieter Hartl jette un regard sur les années trente et cinquante, tandis que René Zumbühl et Christoph Schaub, dans Kastanien im Bergell, montre comment une activité agricole locale, jadis vitale ( la culture des châtaignes ), pourrait encore être sauvée d' un déclin rapide.

Le mythe de la montagne On assiste également, depuis quelque temps, à une approche cinématographique des montagnes considérées sous l' angle de l' histoire de la culture. On peut s' attendre à l' avenir à de nouvelles perspectives et idées dans ce domaine où les montagnes deviennent le symbole d' une communauté et le fondement de son identité, ce lieu avec lequel on se sent lié au plus profond. Le Watzmann a Programme vidéo 2/97 du Musée alpin suisse, Berne Jour14h 15 LundiFive Winter Stories ( 46 min, Warren Miller ) MardiEscape + Free Climbing The Nose ( 12 min, Uli Wiesmeier + 25 min, Lynn Hill ) Mercredi Kastanien im Bergell ( 27 min, René A. Zumbühl und Christoph Schaub ) JeudiWilderer, Schmuggler und andere Leut'( 43 min, Hans-Dieter Hartl, Bayerischer Rundfunk ) Vendredi Der Watzmann 43 min, Jürgen Eichinger, Bayerischer Rundfunk ) SamediFive Winter Stories 46 min, Warren Miller ) Dimanche Wilderer Schmuggler und andere Leut'( 43 min, Hans-Dieter Hartl, Bayerischer Rundfunk ) Informations générales Lieu:

Musée alpin suisse, ( MAS ), Helvetiaplatz 4, 3005 Berne Durée:

Du 22 novembre 1997 au 8 février 1998 Heures d' ouverture:

lu 14-17 h, ma-di 10-12 h et 14-17 h. Fermé: 24. 11., 24.25. 12., 31. 12. 97 et 1. 1.98 Entrée:

L' entrée aux projections de films est comprise dans le prix d' entrée ordinaire au musée ( 5 fr., membres du CAS 3 fr. ). Séances en soirée: 5 fr.; aucune réduction.

cette valeur de montagne symbolique et Jürgen Eichinger, dans son film intitulé précisément Der Watzmann, aborde ce thème pour proposer un portrait cinématographique de cet emblème du Pays de Berchtesgaden. Selon comm. ( trad.. " " .M 15h 45 Kastanien im Bergell ( 27 min, René A. Zumbühl und Christoph Schaub ) Wilderer, Schmuggler und andere Leut'( 43 min, Hans-Dieter Hartl, Bayerischer Rundfunk ) Der Watzmann 43 min, Jürgen Eichinger, Bayerischer Rundfunk ) Five Winter Stories 46 min, Warren Miller ) Escape + Free Climbing The Nose 12 min, Uli Wiesmeier + 25 min, Lynn Hill ) Der Watzmann 43 min, Jürgen Eichinger, Bayerischer Rundfunk ) Escape + Free Climbing The Nose 12 min, Uli Wiesmeier + 25 min, Lynn Hill ) Les films sont projetés chaque jour du 22 novembre 1997 au 8 février 1998, durant les heures d' ouverture habituelles du musée, ainsi que lors de deux soirées, à 20 h: le 6 janvier 1998 ( Der Watzmann, Free climbing the Nose, Kastanien im Bergell ) et le 27 janvier 1998 ( Wilderer, Schmuggler und andere Leut ', Escape!, Five Winter Stories ).

Le film Free climbing the Nose met très bien en évidence non seulement une extraordinaire performance sportive mais aussi la personnalité particulière de la grimpeuse Lynn Hill

.ivres/ Médias

.ibri, media

chacun devra faire preuve de perspicacité pour tout observer. D' autre part, les photos des plantes et des paysages typiques des régions concernées, aux légendes à la fois précises et concises, rendent les propositions particulièrement attrayantes. A titre d' exemples, dans les Alpes pennines, parmi 15 excursions brièvement décrites, je citerais la montée au Grand-Saint-Bernard depuis Aoste, les Moraines du Valsorey depuis Bourg-Saint-Pierre, la Fenêtre de Durand depuis Glacier, la Corne de Sorebois depuis la station supérieure du téléférique, les alentours du Gornergrat et les chemins qui rayonnent autour de l' hospice du Simplon.

Une bibliographie sommaire et un index des espèces fort bien fait ( qui renvoie à la fois aux textes et à la photo de chaque fleur ) complètent cet ouvrage de belle facture.

Maurice Zwahlen, La Chaux-de-Fonds 01 a

Jucher/ Medien