La Lena (Yakoutie) : pour une analyse multi-approche des processus périglaciaires

1. Réponse d’un grand fleuve arctique de milieu pergelé au changement climatique – Conséquences pour les populations
La Yakoutie centrale comporte un pergélisol particulièrement sensible aux variations climatiques. L’objet de ce programme est une étude de l’influence du réchauffement climatique sur les conditions de déclenchement des crues de débâcle du fleuve Léna et de leur variabilité temporelle en fonction des paramètres climatiques et hydrologiques. Les interactions entre la dynamique fluviale et le pergélisol entraînent des risques lourds pour les populations yakoutes : des villes et villages sont menacés par les inondations et par la destruction des berges ; la remobilisation accrue des sédiments pose des difficultés à la navigation. La Léna et ses principaux affluents regroupent sur leurs berges les villes et ports et constituent un lien entre les sites et un axe d’exportation des matières premières via la mer des Laptev.
En Sibérie centrale, la Lena présente une assez forte variabilité du régime de débâcle d’une année à l’autre. Nous étudions ce problème par une étude haute résolution temporelle et spatiale, d’une part des conditions de déclenchement de ces débâcles, le mécanisme des crues et inondations et d’autre part, des paramètres du pergélisol des berges et de la plaine. L’approche s’appuie sur des mesures à moyenne échelle de l’érosion des berges du fleuve (à partir d’images satellites essentiellement) et de mesures in situ englobant le pergélisol (température, profondeur, épaisseur et humidité de la couche active), le fleuve (suivi de la température de l’eau, des chroniques journalières de débit et des taux d’érosion – sédimentation des différentes unités fluviales). Le but est de confronter, pour une année donnée, les informations provenant de l‘imagerie satellitaire aux données hydrologiques et climatiques et aux informations provenant du terrain.

2 Modélisation du couplage érosion thermique et cohésion des matériaux
Les processus fluviaux des vallées de débâcle sont gouvernés par les échanges thermiques influençant sensiblement l’évolution des îles. Le programme de recherche proposé se focalise sur la détermination des seuils de cohésion appliquée à l’étude des vallées de débâcle sur Terre en utilisant un chenal hydraulique en chambre froide. Nous avons déterminé les seuils critiques de teneur en glace et de composition en fonction des Reynolds qui délimitent respectivement les validités des modèles d’érosion thermique et d’érosion thermo-mécanique préalablement définis (Dupeyrat et al., 2008 ; Randriamazaoro et al., 20007). L’objectif final est de quantifier les taux d'érosion des îles dans la plaine d’inondations de la Lena (Yakoutie centrale) en contexte périglaciaire à pergélisol continu et d’évaluer la part et l’efficacité de l’érosion mécanique et de celle thermique.

Ce projet fait l’objet de financements dans le cadre de l’ANR CLIMAFLU et du GDR 3062 Mutations polaires (description détaillée du GDR : lire Prog. Avativut par B. Collignon dans le forum Société Arctique).


Participants :
Emmanuèle Gautier, Daniel Brunstein, LGP, Meudon
François Costard, Laure Dupeyrat, Julien Gargani, Christelle Marlin, IDES, Orsay
Antoine Sejourne : Post Doc à l’Institut des Sciences Géologiques (Wroclaw, Pologne)
Christophe Grenier, Emmanuel Mouche, Nicolas Roux, LSCE, Gif

Il apparait dans ce forum et dans le forum "Climat atmosphere glace ocean" que l'étude des grands fleuves (comme la Lena) ou des Jökulhlaups en Islande (voir message de B Lanoe dans le forum Glace) sont objets d'étude privilégiés avec des approches assez diversifiées (mesures sur sites, imagerie ...) et impliquant des géologues, géomorphologues, sédimentologues, glaciologues et hydrologues et meme des planétologues (outfliws sur Mars).
Francois Costard