Hydro-glacio-nivologie de petits glaciers polaires (Svalbard)

Madeleine Griselin1, Christelle Marlin2, Florian Tolle1, Eric Bernard1, Jean-Michel Friedt3, Albane Saintenoy2, Mélanie Quenet2, Emerick Delangle2
1 UMR 6049 ThéMA, Besançon ; 2 UMR 8148 IDES, Orsay ; 3 UMR FEMTO-ST 6174, Besançon

Ce programme constitue une partie de l'opération 2 du projet de recherche sur 4 ans (2011-2014) du GDR 3062 Mutations polaires (sur le GDR en général, voir la fin de ce "post").
Les observations des glaciers continentaux se font à des échelles spatio-temporelles très variables.
Le suivi de petits hydrosystèmes glaciaires à une échelle très fine permet de comprendre les réactions aux variations climatiques contemporaines.
Depuis 2006, un groupe de chercheurs travaille sur le glacier AustreLovénbreen (79°N, Svalbard), glacier de 5 km2 (BV de 10 km2) situé non loin de la base Jean Corbel sur la presqu’île de Brøgger. Ce glacier, dont la moraine bute contre une barre calcaire continue offre la possibilité de suivre très précisément les écoulements hydrologiques aux exutoires.
Un suivi complet est donc mené depuis 2007, par une équipe pluridisciplinaire (hydrogéologie, hydrochimie, géographie, géomatique, géophysique, glacio-nivologie, science de l’ingénieur). Ce suivi repose sur des mesures en continu effectué par des capteurs in situ (22 capteurs de températures de l’air, 3 sondes hydro multiparamètres, deux préleveurs automatiques d’eau, 10 stations photos automatiques couvrant l’intégralité du bassin 3 fois par jour.
A ces mesures automatisées réalisées par les capteurs s’ajoutent les mesures récurrentes faites sur le terrain par l’équipe chaque année :
- relevé GPS du front
- mesures en 42 points du glacier (sur 5 km2) de la couverture de neige par drill (fin avril)
- mesures en 36 balises (sur 5 km2) de la hauteur de glace en fin d’été.
Ces deux paramètres permettent de déterminer le bilan de masse du glacier.
Des mesures ponctuelles sont également effectuées en ce qui concerne la réalisation du MNT de surface du glacier (2010, 2013), et la cartographie du lit rocheux par mesures GPR. Le GPR permet également d’aborder la connaissance en profondeur du glacier (chenaux, réseau de crevasses, glace chaude).
Les échantillons d’eau prélevés automatiquement (été) ou manuellement (hiver) font l’objet d’analyse chimiques et isotopiques qui permettent d’affiner le schéma de circulation des eaux.

Des échanges ont lieu avec les chercheurs norvégiens et anglais travaillant sur les glaciers voisins comparables (MidtreLovénbreen, notamment).

Les principaux résultats obtenus montrent une grande vulnérabilité des petits glaciers de type alpins aux variations climatiques. Ils montrent combien la fonte des glaciers est liée à une résultante de conditions météorologiques locales dans lesquelles la température de l’air joue un rôle capital, plutôt modérateur, mais rôle grandement perturbé par les précipitations pluvieuses.
Cette approche montre aussi combien les hivers rigoureux donc peu neigeux sont aussi fatals aux glaciers que les été très chaud. Un hiver comme 2012, extrêmement pluvieux au niveau de la mer a donné des records d’enneigement sur le glacier, lui assurant une protection durable au moment de la fonte de printemps.

Une étude en finesse des données climatiques de la station de Ny-Alesund montre un accroissement des événements chauds et pluvieux qui sont extrêmement destructeurs pour les glaciers, plusieurs crues d’automne (200 et 2010) ont été observées.
L’analyse de l’évolution en surface et en volume du glacier montrent que, même si ce petit édifice glaciaire a perdu plus d’un quart de sa surface de 1948, sa fonte actuelle procure annuellement des volumes d’eau douce plus important que dans les années 1962-1990.

Ce travail est soutenu par :
• deux ANR successives Hydro-Loven-FLOWS (2006-2010) puis Cryo-Sensors (2010-2014) co-dirigées par M. Griselin et Ch. Marlin
• deux programmes IPEV successifs (n° 304 dirigé par M. Griselin puis n°1111 dirigé par Ch. Marlin
• une ANR jeune chercheur PRISM (2012-2015) dirigée par F. Tolle
• la région Franche-Comté.

Tous les chercheurs cités sont membres du GDR 3062 Mutations polaires
Les recherches sur les régions arctiques et sub-arctiques ont été, dès le début des années 80, regroupées au sein de plusieurs structures fédératives successives. Aujourd’hui, c’est le GDR 3062 "Mutations polaires : sociétés et environnement" qui assure cette fonction http://thema.univ-fcomte.fr/gdr3062/
Créé le 1er janvier 2007, il relève des sections 39, 31 et 38 du CNRS. Le GDR « Mutations polaires » est aujourd’hui composé d’environ 60 chercheurs appartenant à l’InSHS, à l’INEE et à l’INSU. Son programme repose sur principalement deux opérations : les sciences sociales (programme « Avativut » : « ce qui nous environne ») et les sciences environnementales (effets actuels du changement climatique). Les thématiques abordées par les chercheurs du GDR « Mutations polaires » peuvent être regroupées au sein des quatre groupes thématiques du Forum de Prospective suivants : permafrost ; biodiversité, écosystèmes ; climat, atmosphère, glace, océan ; Sociétés arctiques et systèmes de connaissance.
En 2011, le GDR « Mutations polaires » a organisé, à Paris au siège du CNRS, la première « Conférence internationale Mondes polaires : Sciences environnementales et sciences sociales pour comprendre les changements observés ».
http://thema.univ-fcomte.fr/polarworlds-2011/index.html
La seconde conférence internationale Mondes polaires est programmée pour 2015.