Reconstitution de la fréquence des écroulements rocheux post-LGM dans le Massif du Mont-Blanc

Reconstruction of the frequency of rockfalls and rock avalanchesin the Mont Blanc massif since the Last Glacial Maximum

• Auteur / Autrice : Xavi Gallach
• Direction : Julien Carcaillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'Univers et de l'Environnement
• Date : Soutenance le 12/10/2018
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre, de l’environnement et des planètes (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la Terre (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Étienne Cossart
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Susan Ivy-Ochs
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marta Chiarle, Pierre Valla

Mots clés

Mots clés contrôlés

Datation cosmogénique

Pergélisols

Glissements de roches

Mots clés libres

Écroulements

Permafrost

Lgm

Datation Cosmogénique

Holocène

Rockfalls

Permafrost

Last Glacial Maximum

Cosmogenic Nuclide dating

Holocene

Résumé

La haute montagne est un terrain particulièrement sensible aux variations climatiques. La hausse de température depuis plusieurs décennies a un fort impact sur les parois du massif du Mont Blanc : la dégradation du permafrost s’y traduit par une activité gravitaire majeure. Une augmentation du nombre d'écroulements (>100 m3) liés à des périodes chaudes a en effet été mis en évidence à plusieurs échelles de temps, lors des étés particulièrement chauds de 2003 et 2015 comme au cours des trois dernières décennies. La fréquence des écroulements dans le massif devrait continuer à s’accroitre avec l’augmentation de la température au 21e siècle.En revanche, la fréquence des écroulements dans le massif antérieurement à la fin du Petit Âge Glaciaire (PAG) est très largement inconnue. Pendant l'Holocène voire le Tardiglaciaire, les écroulements dans le massif du Mont Blanc ont-ils également été favorisés par les hausses de température ? Pour répondre à cette question, cette thèse poursuit quatre objectifs :i. Dater un grand nombre d'écroulements dans la partie centrale du massif pour comprendre leur distribution pendant l'Holocène et le Tardiglaciaire. L'âge des niches d’arrachement est obtenu par datation cosmogénique.ii. Vérifier les possibles corrélations entre périodes à forte occurrence d’écroulements et périodes climatiques post-glaciaires.iii. Quantifier le volume des écroulements par reconstruction 3D de la forme des blocs écroulés, et étudier la relation entre volumes écroulés et périodes climatiques.iv. Etudier la relation entre âge d'exposition et couleur des niches d’arrachement quantifiée avec la spectroscopie de réflectance.Un total de 70 surfaces a été échantillonné dans les parois du massif au cours de trois campagnes de terrain en 2006, 2011, et 2015-2016. Les âges d'exposition de 63 surfaces ont été obtenus, compris entre 30 ± 20 ans et 100.50 ± 8.50 ka. Trois groupes d’âges peuvent être corrélés aux périodes climatiques chaudes que sont : les Périodes Chaudes de l'Holocène moyen (7.50 – 5.70 ka), l'Optimum de l'âge de Bronze (3.35 – 2.80 ka) et le Période Chaude Romaine (2.35 – 1.75 ka) ; un quatrième groupe d'âges est daté entre 4.91 et 4.32 ka. Le groupe d'âges le plus nombreux, entre 1.09 ka et l'Actuel, aux volumes généralement réduits, est interprété comme représentatif de l'activité gravitaire annuelle du massif avec le climat actuel.Les données spectrales des échantillons datés ont permis de développer un index de la couleur du granite (GRIGRI) par combinaison des valeurs de réflectivité de deux longueurs d'onde différentes. Cet index est corrélé avec l'âge d'exposition (R=0.861) ; il a permis de proposer la datation de 10 échantillons d'âge inconnu à partir de leurs caractéristiques spectrales.

High mountain is particularly sensitive to climate variations. The raising temperature that is currently taking place due to climate change has a strong impact on the Mont Blanc massif rock walls: a higher rockfall (>100 m3) occurrence has been noticed, caused by permafrost thawing. The raising in number of rockfalls has been successfully correlated to warm periods at different timescales, e.g., during extreme warm episodes like the 2003 and 2015 heat waves, and during the last 30 years. According to the expected raising temperatures, during the 21st century rockfall occurrence should continue to rise.Rockfall frequency in the Mont Blanc massif before the Little Ice Age is still largely unknown. During Lateglacial and Holocene, high occurrence has been related to warm periods as well? In order to answer this question, this PhD thesis has four aims:i. To date several rockfalls having taken place in the central part of the Mont Blanc massif, in order to understand their frequency during Lateglacial and Holocene. Exposure age of rockfall scars is obtained using Terrestrial Cosmogenic Nuclide dating.ii. To verify possible relationships between high rockfall occurrence periods and post-glacial climate periods.iii. To quantify rockfall volumes by means of 3D reconstruction of the rockfall shapes, to explore the possible relationship between cumulate volumes and climate periods.iv. To study the relationship between exposure ages and colours of rock surfaces. Colours are quantified by reflectance spectroscopy.A total of 70 rock surfaces have been sampled during three field campaigns that took place in 2006, 2011 and 2015-2016. 63 exposure ages were obtained, ranging 30 ± 20 a to 100.50 ± 8.50 ka. Three age clusters can be correlated to warm periods, corresponding to: two Holocene Warm Periods (7.50 – 5.70 ka), the Bronze Age Optimum (3.35 – 2.80 ka) and the Roman Warm Period (2.35 – 1.75 ka). A fourth age cluster has been detected with ages ranging 4.91 – 4.32 ka. The biggest cluster, ranging 1.09 ka – recent, shows rather small volumes. This is interpreted as the normal erosion activity corresponding to the current climate.The samples reflectance spectra allowed to develop a granite colour index (GRIGRI) by combining the values of two different wavelengths. This index is correlated to the samples exposure age (R = 0.861), and has been used to date the exposure age of 10 samples where Terrestrial Cosmogenic Nuclide dating failed