Hydrologie du permafrost de haute montagne. Monitoring des infiltrations d'eau à l'Aiguille du Midi, massif du Mont Blanc

    Chabas, Antoine (2023)
Mémoire
Accès libre
    • Hydrologie du permafrost de haute montagne. Monitoring des infiltrations d'eau à l'Aiguille du Midi, massif du Mont Blanc
    • Hydrology of high mountain permafrost. Monitoring of water infiltration at the Aiguille du Midi, Mont Blanc massif
    • 14 septembre 2023
    • permafrost
    • monitoring
    • infiltration
    • massif du Mont Blanc
    • changement climatique
    • permafrost
    • monitoring
    • infiltration
    • Mont Blanc massif
    • climate change
    • Une augmentation de l'activité des écroulements rocheux a été observée dans les parois rocheuses de haute montagne depuis plusieurs années et notamment attribuée à la dégradation du permafrost (ou pergélisol). Ces écroulements présentent des risques pour la sécurité des personnes, les infrastructures ou encore les activités de haute montagne. La présence d’eau a été observée dans de nombreuses cicatrices d'écroulement. L'eau pourrait être ainsi un facteur déterminant dans la plupart des processus physiques qui façonnent les paysages périglaciaires montagneux. Mais à l'heure actuelle, il existe très peu de connaissances et d'observations sur l'origine, la quantité et le moment où l'eau s'écoule dans les parois rocheuses.
      Dans le massif du Mont Blanc, les galeries artificielles du site de l'Aiguille du Midi (3842 m d'altitude) constituent une opportunité unique d'accéder à cet environnement particulier et spécifique. L’Aiguille du Midi sert ainsi de laboratoire naturel pour des mesures de terrain sur le pergélisol de montagne. Depuis mai 2022, un nouveau système de monitoring a été mis en place pour collecter des données en temps réel sur le débit, la conductivité ou encore la détection de traceurs qui ont été versés à la surface du manteaux neigeux en fin d’hiver.
      Ces données peuvent être comparées à celles de température, aux informations climatiques et météorologiques provenant des stations météo ainsi qu’aux modèles numériques de bilan d’équilibre d’énergie, de chaleur et de masse d'eau, afin de fournir de nouvelles connaissances sur les processus hydrologiques. Elles pourront par la suite être utilisées pour contraindre les modèles numériques pour les rendre encore plus précis.
      Le système expérimental de monitoring aide à mieux comprendre les interactions entre la surface et la subsurface dans le permafrost de haute montagne ainsi qu’à déterminer l'origine des écoulements, la quantité d'eau, la temporalité, la réaction au changement climatique et donc à l'augmentation des températures (de l’air et de la surface).
      Une forte saisonnalité des écoulements a été observée notamment du à l’augmentation des températures qui fait fondre la couche de neige déposée sur la paroi. Cette neige représente la majorité des écoulements sur la saison. Les écoulements se répètent quotidiennement en réaction aux pics de température de l’air et de la surface de roche. La neige n’est pas la seule origine des écoulements, d’autres écoulements surviennent une fois la neige fondue. Cela pourrait provenir des précipitations estivales de pluie ou encore de la glace interstitielle représentant le réchauffement de la couche active et possiblement une dégradation du permafrost à l’origine d’écroulements rocheux.
    • An increase in rockfall activity has been observed in high mountain rock slopes for several years and has been related to permafrost degradation.
      These rockfalls present risks for human security, infrastructure, and high mountain activities. Water has been observed in many rockfall scars.
      Moreover, water is a major driver in most physical processes that shape the mountainous periglacial landscapes. But at this time, there is very little knowledge and observation about the origin, quantity, or timing of water that flows into rock walls.
      In the Mont Blanc massif, the man-made tunnels at the Aiguille du Midi (3842 m a.s.l.) is a unique opportunity to access this particular and specific environment and serves as a natural laboratory for field measurements in mountain permafrost. Since May of 2022, a new monitoring system has been set up to collect real-time data of flow rate, conductivity, and detection of fluorescent dyes that were inserted (in the snowpack) during the winter.
      This data can be compared with temperature data, weather information from meteorological stations, and numerical models of heat and water mass balance, to provide new knowledge about hydrological processes. In turn, it can be used to constrain numerical models and make them more precise.
      The experiments help to understand surface-subsurface pathways in steep mountain permafrost and determine the water flow origin, water quantity, its timing, and the reaction of water runoff to climate change and the temperature increase.
      A strong seasonality of flows has been observed, due in particular to the rise in temperature which melts the layer of snow deposited on the wall.
      This snow represents the majority of flows over the season. Flows are repeated daily in response to peaks in air and rock surface temperatures. Snow is not the only source of runoff; other runoff occurs once the snow has melted. This could come from summer rainfall, or from interstitial ice representing the warming of the active layer and possible permafrost degradation leading to rock falls.

Citation bibliographique

Chabas, Antoine (2023), Hydrologie du permafrost de haute montagne. Monitoring des infiltrations d'eau à l'Aiguille du Midi, massif du Mont Blanc [Mémoire]