15.11.2006 – 09:00

Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse

FNS: Image du mois novembre 2006: Un modèle informatique simule l'étendue et l'évolution du permafrost dans les parois rocheuses

Berne (ots)

Image et texte sous:
http://www.presseportal.ch/fr/galerie.htx?type=obs

Des prévisions de qualité permettent des économies

La stabilité des constructions en haute montagne souffre en cas 
de fonte du permafrost alpin. Afin d'évaluer l'étendue actuelle et 
l'évolution à venir du permafrost dans les parais rocheuses, des 
scientifiques de l'Université de Zurich soutenus par le Fonds 
national suisse ont mis au point de nouveaux modèles informatiques 
et méthodes de mesure. Leurs résultats sont prometteurs et 
devraient contribuer à une diminution des coûts tant lors de 
travaux de maintenance et d'assainissement que lors de la 
planification de nouvelles constructions.

Dans les Alpes, une couche de permafrost pouvant s'étendre sur 
une épaisseur de plusieurs centaines de mètres se dissimule dans 
des zones entières de parois rocheuses et de sommets. Toute 
l'année, les températures y restent inférieures à 0°C. Le 
permafrost n'étant défini que par une température, il constitue un 
phénomène invisible, dont il est très difficile de démontrer 
l'existence.

A l'aide de modélisations, des chercheurs de l'Institut de 
géographie de l'Université de Zurich ont maintenant réussi à 
définir l'étendue géographique et l'évolution dans le temps des 
températures de surface, et par conséquent du permafrost, des zones 
rocheuses alpines. Ce modèle mis au point par Stephan Gruber et 
Jeannette Nötzli, avec le soutien du Fonds national suisse, calcule 
le bilan énergétique à la surface de la roche en se basant sur une 
série de mesures météorologiques à long terme et des modèles 
numériques de terrain. Mais comme en altitude les températures 
d'une face nord ou d'une crête effilée sont susceptibles d'être 
influencées par celles beaucoup plus élevées de la face sud, 
prendre uniquement en considération la surface ne suffit pas. De 
fait, ce modèle peut être couplé à un autre modèle en 3D qui prend 
aussi en considération le flux de chaleur à l'intérieur du 
relief. « Cela permet également de définir la répartition des 
températures dans les sous-sols », explique Jeannette Nötzli.

L'objectif des scientifiques était de développer un modèle 
tenant compte de la grande complexité de la topographie alpine avec 
ses multiples facettes. Stephan Gruber et Jeannette Nötzli 
vérifient l'exactitude de la représentation qu'il fournit grâce à 
des capteurs installés depuis plusieurs années dans plus de trente 
parois rocheuses situées entre 2500 et 4500 mètres d'altitude, et 
mesurant tout au long de l'année les températures dans la 
roche. « Nous avons été surpris de constater à quel point les 
résultats des modélisations correspondaient aux mesures effectuées 
en montagne », se félicite Stephan Gruber. Les écarts observés 
n'ont pas tempéré sa satisfaction – au contraire: « L'étude de ces 
écarts nous permet de découvrir des éléments nouveaux, ainsi que 
des relations de cause à effet souvent inattendues, et par 
conséquent d'améliorer le modèle. »

Cette stratégie combinant mesures et modélisation a permis pour 
la première fois de quantifier l'étendue et les températures du 
permafrost dans les parois rocheuses. Les résultats ont d'ailleurs 
rapidement trouvé une application pratique: la carte publiée en 
2006 par l'Office fédéral de l'environnement sur l'étendue 
potentielle du permafrost en Suisse est notamment basée sur ces 
données. Son objectif: vérifier et adapter les cartes cantonales de 
dangers.

En principe, le permafrost n'est pas un phénomène spectaculaire. 
Mais il peut le devenir lorsque la roche dégèle là où le relief est 
raide – comme cela a été le cas lors de l’été caniculaire de 2003, 
où de nombreuses zones de permafrost ont connu des éboulements de 
blocs rocheux. Comme la glace n'est présente que dans les pores et 
les fissures de la roche, les parois raides dépourvues de couche de 
neige isolante réagissent très vite aux changements de température. 
« Le réchauffement d'une roche dont les crevasses sont pleines de 
glace entraîne souvent une diminution de sa stabilité », souligne 
Stephan Gruber. Grâce à leur modèle, les chercheurs ont pu 
réanalyser trente incidents survenus en 2003. Et montrer que la 
température de la roche se situait à peine en dessous de 0°C dans 
la plupart des zones de départ des éboulements. « La plupart des 
ruptures dans la zone du permafrost interviennent à une température 
qui tourne autour de 0°C », explique Jeannette Nötzli.

Dans les décennies à venir, le réchauffement des zones de 
permafrost devrait se poursuivre. Avec des conséquences 
économiques. Réussir à obtenir une estimation de l'évolution du 
permafrost représente donc un défi pour la science. Les éboulements 
de blocs rocheux, les chutes de pierre et les glissements de 
terrain menacent les infrastructures (stations de téléphériques ou 
cabanes de montagne). « Les mesures de maintenance et 
d'assainissement, la planification de nouvelles constructions, 
engendreront des coûts beaucoup plus élevés », estime Stephan 
Gruber. L'équipe de chercheurs entend donc mettre à disposition ces 
prochaines années des techniques et des outils permettant des 
prévisions locales sur le développement du permafrost, afin 
d'identifier à temps les problèmes éventuels et de diminuer les 
coûts. Ils ont déjà réussi une étape dans ce sens en reliant les 
modèles climatiques existants et le modèle sur le permafrost. Les 
premiers résultats indiquent que dans les massifs à forte 
topographie, le permafrost se réchauffe rapidement lorsque la 
température s'élève, car la chaleur peut pénétrer dans le sous-sol 
par plusieurs côtés à la fois.

Mais tous les processus de dégel du permafrost ne peuvent pas 
faire l'objet de modèles suffisamment précis. Les sites critiques 
dans les zones de remontées mécaniques et d'autres infrastructures 
de haute montagne devront donc à l'avenir faire l'objet d'une 
surveillance sûre et efficace. Dans ce but, les chercheurs sont en 
train de développer et de tester, en collaboration avec des 
scientifiques du Pôle de recherche national « Systèmes mobiles 
d'information et de communication» (PRN MICS), de nouveaux capteurs 
capables de mettre immédiatement à disposition leurs mesures sur 
Internet, par le biais de réseaux sans fil.

Renseignements sur le projet: 
Glaciology and Geomorphodynamics Group
Géographie physique
Institut de géographie de l'Université de Zurich 
Winterthurerstrasse 190
CH-8057 Zurich

Stephan Gruber
tél: +41 (0)44 635 51 46
fax: +41 (0)44 635 68 48
e-mail:  stgruber@geo.unizh.ch

Jeannette Nötzli
tél: +41 (0)44 635 52 24
fax: +41 (0)44 635 68 48
e-mail:  jnoetzli@geo.unizh.ch

Le texte et l'image de cette information peuvent être téléchargés 
sur le site web du Fonds national suisse: 
http://www.snf.ch/communique