Glissement des glaciers et pression hydrologique sous glaciaire en relat – SAUSSURE

Le glissement d’un glacier sur son lit est le principal responsable des changements de la dynamique des glaciers de montagne et des glaciers émissaires des calottes polaires. Pourtant, à cause de la complexité des processus physiques à la base des glaciers, il constitue la plus grande incertitude du comportement de ces glaciers dans les modèles. L’obstacle majeur pour améliorer cette connaissance est dû au manque d’observations à la base des glaciers. L’objectif du programme SAUSSURE est d’obtenir les observations cruciales sur les processus à la base d’un glacier et de conduire des études de modélisation numérique afin de tester, évaluer et proposer des lois de frottement à l’échelle naturelle.
Pour atteindre ces objectifs, nous conduirons à la fois des travaux expérimentaux in-situ et des travaux de modélisations numériques. En premier lieu, nous réaliserons un ensemble de mesures in-situ sur le glacier d’Argentière (Mt Blanc, France) à différentes échelles spatiales et temporelles afin d’acquérir les variables essentielles pour résoudre nos questions. Le glacier d’Argentière constitue une opportunité unique pour cette recherche car les galeries sous glaciaire creusées dans les années 1970 permettent d’accéder au lit rocheux du glacier et de réaliser des observations sous glaciaires. Sur ce glacier, nous pouvons ainsi acquérir des observations à une méso-échelle (de quelques mètres à quelques dizaines de mètres) et à l’échelle du glacier (plusieurs kilomètres). Ce nouveau jeu de données vient en complément d’un jeu d’observations unique couvrant plusieurs décennies sur les vitesses basales, les débits hydrologiques, les vitesses en surface et les variations d’épaisseur du glacier. Ces observations couvrent une période de temps au cours de laquelle les conditions de cisaillement à la base ont considérablement changé, ce qui permettra de pleinement tester les lois de frottement dans nos modélisations numériques.
Dans un deuxième temps, nous développerons une stratégie de modélisation numérique afin de tester les lois de frottement existantes, et si besoin d’en proposer de nouvelles, à partir de nos observations. Chaque processus physique et chaque paramétrisation de vitesse de glissement seront évalués à différentes échelles de temps (horaire à pluri-décennales), d’abord à une méso-échelle à laquelle les lois de frottement sont définies et ensuite à l’échelle du glacier, en utilisant les observations de long terme d’hydrologie sous glaciaire et de glissement basal ainsi que les données pluri-décennales des bilans de masse et de la dynamique du glacier.
Finalement, nous espérons confronter, pour la première fois à notre connaissance, les théories du glissement basal actuelles appliquées sur les glaciers à l’échelle de la planète, y compris les glaciers émissaires des calottes polaires, à un jeu de données réelles. Nous sommes bien conscients que nos découvertes, qui résulteront d’un jeu d’observation d’un glacier reposant sur un lit rocheux « dur » ne seront pas applicables à l’ensemble des glaciers de la planète. Néanmoins, cette étude devrait montrer pourquoi et dans quel contexte les théories sur les lois de frottement peuvent s’appliquer ou non. Notre étude devrait fournir à la communauté scientifique des éléments essentiels sur les lois de frottement les plus appropriées afin de progresser sur les questions essentielles de modélisation de l’évolution du niveau des mers ou de l’analyse des risques d’origine glaciaire.
Le consortium du programme SAUSSURE regroupe un panel d’ingénieurs et de chercheurs variés qui présente ensemble une longue expérience de mesures in situ, d’analyse de données et de modélisation numérique avec le code libre Elmer/Ice. Le projet a également pour objectif de fournir une base de données complète qui sera mise à la disposition de la communauté scientifique. Nous espérons également que les méthodes d’observations définies dans ce projet pourront être exportées à d’autres sites glaciaires.