Caractérisation, facteurs et dynamiques des écroulements rocheux dans les parois à permafrost du massif du Mont Blanc

Characterization, factors and dynamics of rockfalls in the permafrost-affected rockwalls of the Mont Blanc massif

• Auteur / Autrice : Ludovic Ravanel
• Direction : Jean-Jacques Delannoy, Philip Deline
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie. Géomorphologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry2007-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements, dynamiques et territoires de la montagne (Le Bourget du Lac, Savoie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réchauffement de la Terre

Modélisation tridimensionnelle

Détérioration

Sols gelés

Mont Blanc, Massif du

France

Glissements de roches

Mots clés libres

Permafrost

Comparaisons de photographies

Résumé

L'étude des écroulements rocheux (volume > 10() m3) en haute montagne est indispensable pour comprendre l'évolution des paysages et pour évaluer un risque naturel important. Ces écroulements semblent actuellement en recrudescence dans les Alpes, tandis que la vulnérabilité s'accroit tant en haute altitude que dans les fonds de vallée. Cette recrudescence est souvent mise en rapport avec le réchauffement climatique au travers de la dégradation du permafrost. Mais en raison d'un manque d'observations systématiques, la fréquence, le volume et les facteurs de déclenchement des écroulements restent mal connus. Notre thèse analyse des inventaires d'écroulements rocheux dans les parois du massif du Mont Blanc réalisés à l'aide de trois méthodes innovantes, caractérisant les conditions de leur déclenchement, et appréciant en particulier le rôle du permafrost dans celui-ci. (i) La comparaison de photographies de deux secteurs du massif (Drus et Aiguilles de Chamonix) prises entre 1860 et 2009, combinée aux données géomorphologiques de terrain, a permis de recenser l'occurrence de 50 écroulements pendant cette période, d'un volume compris entre 500 et 265 000 m3. Dans la plupart des cas, leur déclenchement est concomitant avec les périodes les plus chaudes, que ce soit depuis la fin du Petit Age Glaciaire (les deux dernières décennies) ou au cours d'une année (épisodes estivaux chauds). (ii) A l'aide d'un réseau d'observateurs constitué de guides en particuliers, nous avons documenté les écroulements rocheux d'un volume compris entre 100 et 50 000 rn3, qui se sont produits en 2007 (n = 45), 2008 (22) et 2009 (72) dans le secteur central du massif du Mont Blanc. Cet inventaire a été complété par le recensement de 182 écroulements à la fin de l'été caniculaire de 2003 dans l'ensemble du massif à partir de l'analyse d'une image satellite. La plupart des cicatrices d'arrachement de ces écroulements est située dans des secteurs dont la modélisation suggère qu'ils sont caractérisés par un permafrost « chaud » (entre -5 et 0°C), le plus sensible à une dégradation en lien avec le réchauffement climatique. La présence de glace massive observée dans de nombreux cas tend à confirmer le rôle du permafrost dans le déclenchement des écroulements. (iii) Enfin, la comparaison diachronique de modèles 3D à haute résolution obtenus par laserscanning terrestre répété annuellement a permis la quantification des volumes rocheux détachés. Ce sont ainsi 69 détachements de 1 à 426 m qui ont été mesurés depuis 2005 sur une dizaine de parois pilotes situées entre 3000 et 4500 m d'altitude et présentant une diversité de pente et d'orientation. Leur analyse indique que la morphodynamique de ces parois dépend de leurs conditions géologiques, topoclimatiques, thermiques et d'englacement. Les écroulements dans le massif du Mont Blanc résultent ainsi d'un faisceau de facteurs parmi lesquels, ceu passifs que sont la topographie et la géologie sont déterminants sans expliquer à eux seuls le déclenchement. Par se méthodes qui ne se focalisent pas sur quelques événements, mais qui s'appliquent à tout un massif, cette thèse a monts que, parmi les facteurs actifs, la dégradation du permafrost apparaît comme le probable facteur principal d déclenchement des écroulements.

The study of rockfalls (volume > 100 m3) in high mountains is essentiel to understand landscape evolution and to evaluate natural hazard. The number of rockfall events actually seems to rise in the Alps, while vulnerabilities are increasing in high altitude and in valleys. Due to a lack of systematic observations, the frequency and volumes of rockfalls, as well as their triggering factors remain poorly understood. This manuscript analyses different inventories of rockfalls acquired in the whole Mont Blanc massif by three innovative methods in order to characterize the rockfalls triggering conditions, and to emphasize the role of permafrost. (i) In two sectors of the massif (Drus and Aiguilles de Chamonix), a comparison of photographs from the end of th Little Ice Age to 2009, combined with field geomorphological data, allowed the identification of 50 collapses during th period, involving rock volumes ranging from 500 m3 to 265 000 m3. In most cases, these rockfalls occurred during th hottest periods, either from the end of the LIA (the last two decades) or during one year (hot summer episodes). (ii) A network of local observers (guides, hut keepers), allowed the documentation of all the rockfall events th occurred in 2007 (n = 45), 2008 (n = 22) and 2009 (n = 72) in the central part of the Mont Blanc massif, involving rock volumes ranging from 100 m3 to 50 000 m3. Furthermore, the analyses of a satellite image allowed the identification of 182 rockfalls in the whole massif at the end of the 2003 summer heatwave. Most of these scars are located in areas where models suggest the presence of "warm" permafrost (between -5 and 0°C), which is the most likely to be degraded by global warming. The presence of massive ice is moreover observed in many cases, confirming the likely role of the permafrost degradation. (iii) Finally, the diachronic comparison of high resolution 3D models obtained by annually repeated terrestrial laserscanning enabled the quantification of the fallen rock volumes. Since 2005, 69 rock detachments (volumes from 1 m3 to 426 m3) have been measured on ten rockwalls with different slope orientation and steepness, all located between 3 000 and 4 500 m a. S. L. Their analysis indicates that the morphodynamics of these rockwalls depends on their geological, topo-climatic, thermal and ice conditions. Even though topography and geology are determinant factors, they do not trigger the rockfalls observed in the Mont Blanc massif. Indeed, rockfalls appear to mainly result from permafrost degradation in relation to global warming.