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Observatoire du glacier de Sarennes

Publié le 13/08/2018

Les mesures de bilan de masse du glacier de Sarennes sont réalisées par Irstea (auparavant le Cemagref) depuis les années 1970 et sont intégrées au service d’observation GlacioClim de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG ; https://glacioclim.osug.fr/). Elles bénéficient du label national INSU depuis 2002. Il s’agit de la plus longue série de mesure de bilan de tout l’arc alpin (1949-actuel) à faire l’objet d’une mesure de bilan de masse hivernal et estival, et la seconde plus longue série au monde derrière la série de bilan du glacier Stoglaciären (Suède) initiée en 1946. Tout proche du glacier de Sarennes dans le massif des Grandes Rousses, le glacier de Saint-Sorlin dont la série de bilan débute en 1957 fait également partie du réseau d’observation GlacioClim (https://glacioclim.osug.fr/spip.php?article42).

Objectif scientifique

Les principaux objectifs scientifiques sont d’étudier la relation entre les variations climatiques et les bilans de masse glaciaires à partir de mesures de terrain, ceci afin de prévoir l’évolution future des glaciers en termes de ressources en eau et leur contribution à l’élévation future du niveau des mers. Il s’agit également de comprendre la réponse dynamique des glaciers (variations d’épaisseur, de longueur, de vitesse d’écoulement) aux fluctuations des bilans de masse et ainsi étudier les risques naturels d’origine glaciaire.

Le site expérimental

Le glacier de Sarennes est un petit glacier de cirque situé dans le Massif des Grandes Rousses (45° 07’ N ; 6° 07’ E) dans les Alpes françaises. Orienté plein Sud, il s’étend entre 2900 et 3000 m d’altitude. Sa pente est faible (20°) et sa dynamique d’écoulement quasiment négligeable avec des vitesses de surface de l’ordre de 20 à 40 cm/an. Sa surface, qui est aujourd’hui de quelques hectares, a fortement diminué au cours du XXe siècle, passant ainsi de 124 ha en 1908 à 85 ha en 1952 et 41 ha en 2003, 12 ha en 2009 et 9 ha en 2014. Son épaisseur actuelle est estimée à environ 10-20 m de glace d’après des mesures radar effectuées en 1992. Il a perdu localement plus de 120 m d’épaisseur depuis le début du XXe siècle.

Le protocole de mesure

L’observation comprend les relevés de bilans de masse d’hiver, par carottages en avril-mai, qui quantifient l’alimentation annuelle en neige de l’hiver. Les bilans d’été sont mesurés plusieurs fois (8 visites de mai à novembre) pour quantifier la perte de masse, à l’aide de nouveaux carottages et de mesures de fonte à partir de balises qui sont insérées dans la glace. Et c’est ainsi depuis 1949. Sur de telles séries temporelles longues, des erreurs systématiques peuvent s’accumuler et biaiser l’estimation que l’on peut faire de la perte ou du gain de masse du glacier. Des contrôles de ces mesures sont réalisés en comparant cette estimation à une mesure indépendante réalisée avec un bilan obtenu en évaluant par cartographie les changements de géométrie du glacier (photogrammétrie aérienne). Cette comparaison qui n’a pas mis en évidence d’erreur systématique significative a permis de confirmer la qualité de série de Sarennes sur près de 70 ans de mesures.

La série de bilan de masse de Sarennes a fait l’objet d’une analyse temporelle fine à l’aide d’outils statistiques bayésiens avancées. Cette analyse a conduit à mettre en évidence 2 changements :

  • Un changement du climat d’hiver à partir de 1976 révélant des hivers plus enneigés. Cet effet que l’on retrouve à l’échelle régionale est plutôt marqué à l’ouest de l’arc alpin et s’explique par des précipitations plus abondantes en début et en fin d’hiver.
  • Un changement du climat estival depuis 1982 qui lui est général à tout l’arc alpin. Cette augmentation de la fonte estivale de +43% s’explique surtout par un allongement de la période de fonte en fin d’été et par une intensification de la fonte au cœur de l’été, ce qui est bien expliqué par l’évolution des températures atmosphériques. Grâce à une modélisation des bilans d’énergie de surface, nous avons également déterminé que le rayonnement infrarouge de l’atmosphère (émis par les gaz à effet de serre) et les flux de chaleur latente (énergie liée à la condensation de la vapeur d’eau) expliquent cette intensification. Le rayonnement solaire et le flux de chaleur sensible (l’énergie fournie directement par l’air qui circule au-dessus du glacier) expliquent surtout les fontes extrêmes que l’on rencontre lors des épisodes de canicule.

Collaborations

Publications

  • Thibert E. C Vincent, R. Blanc, N. Eckert. Glaciological and Volumetric Mass Balance Measurements: An error analysis over 51 years, Sarennes Glacier, French Alps. (2008). J. of Glaciology 54(186), 522-532. doi: 10.3189/002214308785837093
  • Thibert E., C. Vincent (2009). Best possible estimation of mass balance combining glaciological and geodetic methods. Annals of Glaciology, 50(50), 112-118. doi: 10.3189/172756409787769546
  • Eckert, N., H. Baya, E. Thibert, C. Vincent. 2011. Extracting the temporal signal from a winter and summer mass-balance series: application to a six-decade record at Glacier de Sarennes, French Alps. J. of Glaciology, 57(201), 134-150.
  • E. Thibert, N. Eckert, and C. Vincent (2013). Climatic drivers of seasonal glacier mass balances: an analysis of 6 decades at Glacier de Sarennes (French Alps). The Cryosphere, 7, 47-66, doi:10.5194/tc-7-47-2013.
  • Zemp M., E. Thibert, M. Huss, D. Stumm, C. Rolstad Denby, C. Nuth, S. U. Nussbaumer, G. Moholdt, A. Mercer, C. Mayer, P. C. Joerg, P. Jansson, B. Hynek, A. Fischer, H. Escher-Vetter, H. Elvehøy, and L. M. Andreassen (2013). Reanalysing glacier mass balance measurement series. The Cryosphere, 7, 1227-1245.
  • Vincent, C., A. Fischer, C. Mayer, A. Bauder, S. P. Galos, M. Funk, E. Thibert, D. Six, L. Braun, and M. Huss (2017). Common climatic signal from glaciers in the European Alps over the last 50 years, Geophys. Res. Lett., 44, 1376–1383, doi:10.1002/2016GL072094.
  • Thibert, E., Dkengne Sielenou, P., Vionnet, V., Eckert, N. & Vincent, C. (2018). Causes of glacier melt extremes in the Alps since 1949. Geophysical Research Letters, 45. https://doi.org 10.1002/2017GL076333.

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