Directory Intranet
Chargement

Réseau PermaFRANCE - Réseau de mesure du permafrost et des processus liés au gel

Project Coordinator : PACTE/Territoires Grenoble
Project Manager at GIPSA-lab : Michel GAY

Project realized thanks to the support of : Autre organisme (Alliance ALLENVI)

Start date : 2012/01/01

Duration : 48 mounths



PermaFRANCE
est un réseau d’observation et de suivi du permafrost de montagne français, des phénomènes liés au gel et des processus périglaciaires associés ; il a pour but de structurer les laboratoires et les chercheurs animant ce réseau.

La présence de permafrost dépend des conditions thermiques dans le sol, elles-mêmes contrôlées i) par les échanges d’énergie au travers de la surface du sol, liés essentiellement au rayonnement solaire, à la présence de neige et/ou de végétation et de la température de l’air, et ii) par la diffusion de la chaleur dans le sol, qui est fonction du type de sol (organique, roche, débris rocheux), de la présence d’eau et/ou de glace et de ses propriétés thermiques (conductivité, capacité calorifique).
La pertinence climatique du permafrost se trouve donc essentiellement dans la température des différents niveaux, depuis la sub-surface, dont les fluctuations contrôlent le régime thermique du sol en profondeur, au toit du permafrost, à l’interface entre la couche active et les terrains gelés en permanence, et jusqu’aux terrains non affectés par les variations saisonnières du climat, qui peuvent révéler les conditions en surface des décennies et siècles passés.

Dans les milieux de montagne, la forte variabilité spatiale des contextes topographique, géologique et climatique est à l’origine de l’existence de trois formes distinctes de permafrost :
- Le permafrost de paroi rocheuse est rencontré de façon continue dans les massifs rocheux supra-glaciaires (> 3000 m d’altitude). La teneur en glace se limite à la glace présente au sein des fractures et des porosités de la roche, mais peut intervenir fortement dans la cohésion et la stabilité des masses rocheuses ;
- Le permafrost de formation superficielle, d’extension discontinue, se présente au pied des parois rocheuses, au-delà de 2500 m d’altitude. Lorsque les matériaux (éboulis et moraines) sont sur-saturés en glace, ils peuvent s’écouler sur les versants et acquérir ainsi une morphologie caractéristique (glacier rocheux).
- Le permafrost d’éboulis froid de basse altitude, se présente, généralement entre 1000 et 2000 m d’altitude, de façon sporadique dans des éboulis au sein desquels des circulations d’air saisonnières favorisent un sur-refroidissement local et la création, et le maintien, d’un permafrost avec une teneur en glace variable.

Des travaux récents suggèrent que l’activité gravitaire (chute de blocs, écroulement) des parois rocheuses pourrait être influencée par la dégradation du permafrost, justifiant son suivi sur le long terme. Par ailleurs, l’écoulement sur les versants des glaciers rocheux constitue également une variable climatique indirecte dans la mesure où la déformation de la glace froide est, entre autre, dépendante de l’état thermique du permafrost. Enfin, tout comme à plus basse altitude, la végétation présente sur les terrains de montagne affectés par la présence de permafrost constitue un marqueur pertinent de l’évolution du climat, qui est en outre impacté par les dynamiques géomorphologiques propres à ces milieux (tels que le fluage des glaciers rocheux ou l’activité gravitaire).
Outre un intérêt climatique indéniable, l’étude et le suivi à long terme du permafrost de montagne se justifie également par l’influence de ce dernier sur les dynamiques de versant. Or, le réchauffement et la dégradation du permafrost de montagne, en modifiant l’intensité et la fréquence des processus hydro-géomorphologiques, sont générateurs de menaces (chute de bloc, lave torrentielle, glissement de terrain) pour les personnes et les infrastructures (remontées mécaniques, refuges, ouvrages hydro-électriques, pistes …) localisées sur, ou à proximité, des terrains affectés par la présence de permafrost.

En se basant sur les différents dispositifs de mesure déjà en place dans les montagnes françaises (cf. Permafrost in France, rapport n° 1, 2010) et sur l’organisation du réseau homologue suisse PERMOS, le programme de suivi proposé par le réseau PermaFRANCE est structuré autour de deux volets complémentaires de suivi renseignant sur l’évolution de l’état du permafrost alpin et des dynamiques de surface associées à sa présence et au gel saisonnier :

Etat du permafrost de montagne
- Température de sub-surface
. Mesures continues
. Mesures BTS
- Température du permafrost
. Mesures en forage profond
. Mesures en forage peu profond
- Caractéristiques de la structure interne
. Sondages géophysiques
. Observations directes

Dynamiques des surfaces non englacées
- Activité gravitaire des parois rocheuses
. Inventaire des mouvements gravitaires
. Relevés LiDAR
- Déformation des glaciers rocheux
. Mesures de déplacement superficiel
. Détection de mouvement par télédétection
. Relevés LiDAR
- Gel saisonnier et végétation
. Mesure de la profondeur d’engel
. Relevés botaniques


Fig. 1 - Site observatoires du réseau PermaFRANCE

Ce réseau fédère des équipes de recherche qui travaillent depuis plusieurs années en collaboration étroite sur ces thématiques :
- Le groupe Systèmes environnementaux de l’Institut de Géographie Alpine à Grenoble, membre de l’UMR 5194 PACTE/Territoires, a engagé depuis 2003 des recherches et des mesures sur le permafrost en formations superficielles, en particulier les glaciers rocheux.
- L’UMR 5204 EDYTEM de l’Université de Savoie s’est engagée depuis 2003 dans des recherches sur le permafrost en parois rocheuses de haute montagne dans le massif du Mont Blanc, et sur l’influence de sa dégradation sur la fréquence des chutes de blocs et écroulements.
- Le groupe de recherche de l’UMR 8586 PRODIG à Paris, après avoir soutenu les travaux de PACTE, mène depuis 2008 des recherches sur des sites observatoires en formations superficielles, en particulier des glaciers rocheux en Clarée et en Ubaye.
- L’équipe d’imagerie satellitaire du laboratoire GIPSA-lab à Grenoble collabore depuis 2008 avec PACTE pour la détection de mouvements superficiels par imagerie radar.
- Le bureau d’étude ADRGT/SAGE à Gières travaille en collaboration avec PACTE depuis 2008 pour les mesures géophysiques sur les sites pilotes, la réalisation des forages, et apporte son expertise sur les problématiques d’impact sur les infrastructures en haute montagne.
- L’UR Environnements montagnards du CEMAGREF de Grenoble pour le suivi écologique des sites d’éboulis froids.
- Le Conservatoire botanique alpin de Gap (CNBA) pour la mise en place d’un suivi de l’évolution de la végétation sur les sites de glaciers rocheux et d’éboulis froids.

Ce réseau est soutenu par l'alliance ALLENVI dans le cadre des dispositifs SOERE (Systèmes d’observation et d’expérimentation au long terme pour la recherche en environnement) ; ils mettent en réseaux des observatoires de l’environnement déployés sur des sites différents. AllEnvi est en charge de leur évaluation, leur structuration, leur labellisation et leur suivi.


GIPSA-lab, 11 rue des Mathématiques, Grenoble Campus BP46, F-38402 SAINT MARTIN D'HERES CEDEX - 33 (0)4 76 82 71 31