Les auteurs remercient les relecteurs Pierre Pech et Philippe Schoeneich pour leur travail et leurs commentaires avisés, Christine Maury pour son aide à la recherche documentaire, ainsi que Nicolas Bonfanti et Jérôme Poulenard pour l’identification des espèces.
1La Réserve Naturelle Géologique de Haute-Provence (RNGHP, fig. 1), est une Réserve Naturelle Nationale (RNN), créée en 1984 sur le fondement de son patrimoine géologique. Elle est représentée par 18 sites classés en RNN (269 ha) et d’un périmètre de protection de 230000 ha. Le Conseil départemental des Alpes de Haute-Provence gère la RNGHP pour le compte de l’Etat depuis 2014. Le territoire est par ailleurs labellisé Géoparc mondial par l’UNESCO.
2Dans un premier temps ce sont majoritairement les gisements fossilifères qui ont été pris en compte pour bénéficier de la protection forte offerte par le classement en RNN. Les inventaires et études développés au fil des ans tant par les équipes de la RNGHP que par celles d’organismes de recherche ont permis d’accroître considérablement la connaissance sur la géodiversité de la RNGHP, de mettre au jour l’intérêt scientifique majeur de certains sites du périmètre de protection et de révéler la vulnérabilité de certains d’entre eux. Dans l’objectif d’améliorer la gestion et la sauvegarde du patrimoine naturel du territoire, le gestionnaire de la Réserve a prévu à son plan de gestion, un programme d’études et d’inventaires complémentaires sur lequel s’appuie un dossier d’extension de la RNN. Le géopatrimoine pris en compte pour établir le nouveau périmètre sous protection forte, illustre la diversité des objets géologiques présents, du fossile au paysage. Certains éléments relevant de la géomorphologie font partie intégrante du projet, comme la Montagne de Chine et ses polygones de fentes de gel ou les dépôts et morphologies glaciaires du Massif des Monges. Les données scientifiques sur les morphologies héritées du dernier maximum glaciaire et de la transition avec l’Holocène sont insuffisantes dans ce domaine très externe des Alpes du Sud, c’est dans ce contexte qu’a été développé un programme de recherche avec le laboratoire Edytem et le Conseil départemental 04. Le territoire concerné inclut le Massif des Monges (avec la Montagne de Chine) et le Massif de l’Estrop-vallée du Laverq.
Fig. 1 – La Réserve Naturelle Géologique de Haute Provence. A : périmètre de protection de la RNGHP dans le contexte structural régional ; B : sites classés de la RNGHP et localisation de la Montagne de Chine.
Fig. 1 – The Réserve Naturelle Géologique de Haute Provence. A: protected perimeter of the RNGHP; B: classified sites of the RNGHP and location of the Montagne de Chine.
3Ces reliefs constitués de roches carbonatées et de grès présentent des morphologies glaciaires sur les hauts de versant, les processus périglaciaires, karstiques, gravitaires et torrentiels les ayant ensuite remodelées. Les études sur ces massifs remontent aux années 1970 (e.g., De Beaulieu et Jorda, 1977) et se sont intensifiées à partir des années 1990 (levés de la carte géologique de La Javie au 1/50 000 du BRGM ; Jorda et Rosique, 1994 ; Jorda et al., 2000 ; Rosique, 2004 ; Cossart et al., 2011). Des arbres fossilisés pendant l’Holocène et exhumés par l’érosion torrentielle contemporaine ont plus récemment fait l’objet de datations (e.g., Brisset et al., 2015 ; Miramont, 2011).
4Les grandes expansions glaciaires ont érodé le substratum rocheux, les formations superficielles et les sols. A l’échelle régionale, dans les secteurs périphériques des grands glaciers alpins, les glaciers isolés et de taille réduite ont permis que les sols environnants soient préservés de façon plus durable (D’Amico et al., 2019). La présente étude porte spécifiquement sur l’analyse de polygones de fentes de gel hérités qui n’avaient jamais été étudiés. Sur les pâturages de Chine, ces structures polygonales sont bien visibles et suscitent des questions de randonneurs ou d’autres usagers, auxquelles il convenait d’apporter des réponses, tandis qu’il s’agissait pour le gestionnaire de la Réserve d’appréhender les enjeux de leur conservation.
5Les processus caractéristiques du domaine périglaciaire engendrent différentes formes du modelé dont les formes polygonales, bien reconnaissables et parfois spectaculaires. Réseaux de formes géométriques, parfois symétriques, particulièrement visibles depuis le haut, ils couvrent une surface plus ou moins étendue, à structure unique ou répétée. Leur variété provient des différences de température du terrain et de l’air, de l’humidité du sol, du type de matériel et de sa granulométrie, et de l’évolution des conditions climatiques (Christiansen et al., 2016). Des formes similaires peuvent résulter de processus différents (Harris et al., 2018).
6Les plus communes en montagne sont les sols structurés, triés ou non triés (patterned ground ; Ballantyne, 2018), comme les sols polygonaux, les cercles de pierres ou les sols striés. Ils résultent de la cryoturbation, associée à la fissuration superficielle du terrain due à sa rétraction hivernale. Les climats polaire et montagnard sont propices à leur développement avec des périodes de gel plus ou moins longues entrainant une fissuration du sol (Campy et Macaire, 1989). Une corrélation positive existe entre la périodicité du gel et la dimension des polygones (Salomon et al., 2005) : avec un gel journalier, les polygones sont de taille décimétrique, quand ceux décamétriques voire métriques requièrent un gel annuel voire supra-annuel. Les formes actuellement actives dans les Alpes sont de petite taille, les polygones de grande taille témoignant des périodes froides à saisonnalité suffisante pour permettre les transferts de matériaux.
7Les polygones de fentes de gel (frost polygons ; Ballantyne, 2018) sont une forme caractéristique des milieux périglaciaires à pergélisol, en réseaux de cuvettes polygonales peu profondes entourées de crêtes basses ou au contraire de sillons qui résultent de la rétraction thermique hivernale sur la longue durée (plusieurs siècles). Les fentes de contraction peuvent se remplir d’eau (ou de fines particules) l’été, qui en gelant engendre alors à terme des coins de glace (ou de sable). Egalement dénommés polygones de toundra (Van Viet-Lanoe, 2005), ils forment sur des surfaces relativement planes un réseau de dalles ou de cercles accolés, dont le nombre de côtés et la dimension, varient. Si ces formes de modelé périglaciaire sont répandues aux hautes latitudes, elles semblent beaucoup plus rares dans les Alpes. La dégradation des coins de glace, associée à celle du pergélisol, modifie la topographie originelle du réseau et est révélée en coupe par des pseudomorphoses de coins de glace ou de sable (frost wedges pseudomorphs ; Van Viet-Lanoe, 2005 ; Ballantyne, 2018). Les polygones de la RNGHP sont de ce second type, comme le montre l’homométrie du matériel constituant les polygones, de leur centre à leur périphérie, et font donc l’objet de cette étude et son intérêt.
8Lorsqu’elles sont héritées, ces différentes formes polygonales témoignent des conditions climatiques des périodes froides, (Feuillet, 2010), avec notamment l’existence d’un pergélisol, ne serait-ce que sporadique, dans des régions aux conditions climatiques aujourd’hui différentes (Pech et al., 2021).
9Plusieurs auteurs ont travaillé sur les polygones de toundra en France hors des massifs de montagne, essentiellement dans le but de définir la limite sud du pergélisol durant la dernière période glaciaire. Des polygones de fentes de gel indiquent la présence d'un permafrost au minimum sporadique jusque dans le Bassin aquitain autour de 45°N (Ghul et al., 2013). Des chercheurs ont constitué une base de données sous SIG recensant les secteurs à fentes de gel observables sur les photographies aériennes afin de déterminer l’extension du permafrost en Europe de l’Ouest durant le Pléistocène (Bertran et al., 2013 ; Andrieux et al., 2015). Elle comptabilise 317 polygones dont les altitudes vont de 7 m à 600 m, et les dimensions de 86 d’entre eux de 10 m à 25 m. La grande majorité est localisée dans les bassins parisien et aquitain et dans les vallées de la Loire et du Rhône. Texier et Bertan (1993) ont étudié des réseaux de grands polygones de fentes de gel sur 16 sites ; Texier (1996) et Lenoble et al. (2010, 2012) ont montré la présence d’un réseau de polygones décamétriques à pluri-décamétriques au sud de l’estuaire de la Gironde. Ters (1951) en a décrit sur les côtes de l'île de Ré, et Cailleux et Rousset (1968) et Arnal (1971) dans le Bas-Languedoc et la Basse-Provence. Deux fentes de gel héritées ont été analysées dans le piémont pyrénéen, larges de 2 à 3 cm en surface et profondes de 160 à 180 cm (Gangloff et al., 1994).
10Toutes les études sur les formes polygonales de montagne en France, actives ou héritées, semblent avoir porté exclusivement sur des sols structurés (patterned ground), dans les Pyrénées (Cailleux et Hupé, 1947 ; Boyé, 1952 ; Philberth, 1961 ; Soutadé, 1970 ; Feuillet et Sellier, 2008 ; Bertran et al., 2009 ; Feuillet, 2011) et le Chambeyron (Pissart, 1973, 1974 ; Centre de Géomorphologie CNRS, 1980 ; Coutard et al., 1996), tandis que Gignoux (1931) décrit des « sols polaires » au Mont-de-Lans (Oisans) et au col de la Leysse (Vanoise), et que Pech et al. (2021) mentionnent des sols polygonaux actifs sur le plateau de Bure (Dévoluy), à l’est de Vars (Queyras) et au pied de la Tête de Vautisse (Ecrins). Ailleurs, des sols structurés ont été étudiés par D’Amico et al. (2015, 2019) dans les Alpes graies et ligures, par Gerdol et Smiraglia (1990) dans les vallées de Cedèc et de Pisella (Lombardie), par Matsuoka et al. (2003) sur le site du Valleta (Engadine), et par Serra et al. (2021) au col de Sanetsch (Alpes bernoises).
11A notre connaissance, seuls Pech et al. (2021) ont étudié des polygones de fentes de gel hérités dans les Alpes, au col du Noyer (1664 m, Massif du Dévoluy). Notre étude réalisée dans la RNGHP se rapproche de ce dernier article.
12L’objectif de la RNGHP est d’aboutir à un recensement et à la cartographie des polygones de fentes de gel présents dans son périmètre, alors que la connaissance des formes périglaciaires dans notre secteur d’étude est lacunaire à ce jour sur de nombreux aspects. Ces formes héritées à protéger, par ailleurs favorables au développement d’une biodiversité relativement riche (Pech et al., 2021), sont d’autant plus vulnérables que leur dynamique a cessé. Enfin, leur connaissance est utile pour la reconstitution des paléoclimats dans les Alpes, qui reste incomplète.
13La méthodologie a été (i) de cartographier, digitaliser et quantifier à échelle très fine, au vu de leur très grande concentration, les formes présentes sur la Montagne de Chine (fig. 2AB, 3) puis (ii) de conduire une analyse multicritère des paramètres topographiques de leur localisation pour déterminer les sites au sein de la RNGHP où ces formes pourraient être présentes.
Fig. 2 – La Montagne de Chine. A : carte topographique à 1:25 000 de l'IGN (équidistance des isohypses : 10 m); B : orthophographie (Géoportail IGN) ; C : carte des pentes (BD ALTI IGN, MNT 25 m).
Fig. 2 – The Montagne de Chine. A: 1:25 000 scale topographic map of IGN (contour interval: 10 m); B: orthophotography (IGN Géoportail); C: Slope map (BD ALTI, 25 m DEM).
14Fig. 3 – Les polygones de fentes de gel de la Montagne de Chine.
Fig. 3 – The frost polygons of the Montagne de Chine.
15La Montagne de Chine, dont l’altitude est comprise entre 1650 et 1900 m, se trouve dans la partie sud-est du Massif des Monges (Préalpes de Digne, Alpes de Haute-Provence), qui culmine à 2115 m. Accessible par une piste sur son flanc est, ce plateau est représentatif des paysages des Alpes du Sud, encadré par des reliefs dont les parties sommitales sont dénudées, avec des escarpements rocheux occasionnant les ruptures de pente. La Montagne de Chine est encadrée au nord par le ravin du Collet de Chine (drainé par la Descoure) et au sud par le bassin du Gros Vallon ; elle est limitée à l’ouest par le sommet de Chine ou Rabanu (1952 m) et les pentes très abruptes du contrefort des Monges. Sa topographie est peu accidentée, à l’exception de la Grande Gorge, où l’écoulement est temporaire, et la pente y dépasse rarement les 15° (fig. 2C).
16La géologie de la Montagne de Chine a la particularité de présenter une série du Trias et du Jurassique inférieur et moyen renversée. Les calcaires noirs du Trias terminal (Rhétien) et de la base du Jurassique (Hettangien) offrent des dalles à faible pendage vers l’est. Les failles synsédimentaires qui affectent ces formations sont à l’origine des escarpements rocheux qui accidentent les pâturages. La structure de la Montagne de Chine pourrait être le résultat du développement au cours du Jurassique d’un diapir (Célini et al., 2020) ou plus classiquement du déversement vers le sud d’un pli synclinal ensuite complètement renversé et étiré par le chevauchement de la nappe de charriage de Digne. La série de Chine est séparée de l’anticlinal du Massif des Monges par une faille décrochante majeure, communément appelée « Accident des Monges » (GEOL-ALP).
17La végétation de l’alpage, principalement constituée de pelouses et prairies avec quelques arbustes, est maintenue ouverte par un actif pastoralisme. Le Massif des Monges présente un climat des marges montagnardes (Joly et al., 2010), le climat méditerranéen de la région étant fortement altéré par l’orographie. Il se caractérise par une température relativement basse en hiver et un régime de précipitation avec peu de différence entre l’automne et l’été (Barles, 987 m : température annuelle moyenne de l’air de 8,8 °C, précipitations annuelles de 933 mm, 1971-2000).
18Les pâturages occupent des étendues de colluvions ou de sols développés sur les argilites du Trias et au-dessus de la surface karstifiée des calcaires noirs. De gros blocs de cargneules polygéniques soulignent le passage d’une faille au sud-ouest de la bergerie. Cette formation bréchique associée à des éléments fins et à des arénites a été interprétée (Haccard et al. 1989) comme un dépôt sédimentaire d’âge néogène, antérieur au chevauchement de la nappe de Digne. L’altération et l’érosion de ces matériaux ont contribué à la formation des dépôts superficiels dont l’analyse fera l’objet d’une étude complémentaire.
19La digitalisation de formes de taille réduite comme les polygones nécessite des images aériennes avec une résolution élevée. Utiliser des prises de vue avec des dates différentes permet par ailleurs de mieux apprécier les formes au sol grâce aux variations de luminosité et d’humidité du sol. Les orthophotographies produites par l’Institut Géographique National (IGN) en 2018 (50 cm de résolution) couplées à celles de 2010 (20 cm) ont servi de support. Celles de 2018 ont été utilisées à partir des données proposées en simple visionnage sur ArcGIS Online, fonctionnalité de ArcMap. Aucun traitement n’a donc été possible sur ces images. Les données de 2010, en quatre dalles, ont été assemblées en une seule. Le système de projection pour les données de 2010, le SCR WGS 1984, a été modifié pour correspondre à celui de la vectorisation déjà établie sur les données de 2018, soit le RGF Lambert 1993. Ces données étant téléchargées dans le SIG, il a été possible de jouer sur le contraste et la luminosité et donc de différencier plus aisément les formes.
20Afin d’obtenir des données spatialisées et de répertorier les polygones, les formes observées sur les images aériennes ont été vectorisées dans un SIG. Cette digitalisation par photointerprétation consiste à dessiner les contours des polygones observés sur une image géoréférencée afin d’en créer une couche vecteur. Cette étape est essentielle pour établir un inventaire de ces formes et en proposer une analyse statistique.
21La visualisation d’autres images a permis de compléter les observations. La projection 2,5D sur Google Earth propose une grande qualité d’images bien que les données ne puissent directement être intégrées dans le SIG. Le site geoportail de l’IGN a aussi été mobilisé. En parallèle, le modèle numérique de terrain (MNT) de la BD Alti de l’IGN, avec une résolution à 25 m, a permis de représenter les isohypses du secteur d’étude, nécessaires pour réaliser la carte géomorphologique et procéder à l’analyse multicritères décrite plus bas. Enfin, la BD Forêt du département des Alpes de Haute-Provence, issue de l’IGN, a également été utile à l’analyse multicritères. Il s’agit de données au format vecteur pour 32 espèces dont les emprises ont une superficie d’au moins 50 ares.
22Des missions de terrain se sont déroulées en juin 2021 sur la Montagne de Chine. Elles ont permis de valider les formes polygonales digitalisées à partir de l’imagerie aérienne, confirmant que les limites de polygones qui avait été reconnues sur celle-ci sont bien des sillons qui correspondent à des fentes de gel héritées. Une carte géomorphologique du secteur a été réalisée. La symbologie utilisée est celle de la légende géomorphologique proposée par l’Université de Lausanne (UNIL). Des modifications y ont été apportées pour s’adapter au terrain étudié.
23L’approche morphométrique et statistique a été réalisée en deux temps pour répondre aux deux objectifs. Tout d’abord, sur l’ensemble digitalisé des polygones fermés de la Montagne de Chine, une quantification des surfaces, de l’altitude, des pentes et de l’exposition a été opérée pour en déduire des critères stationnels propices à leur présence. Sur la base de ces résultats, une analyse multicritères a été conduite afin de déterminer les sites où seraient potentiellement présents des polygones de fentes de gel ailleurs que sur le site dans la RNGHP. Ainsi, contrairement à une approche déductive fondée sur d’autres sites et sur la bibliographie, les valeurs seuils utilisées sont propres au terrain d’étude.
24Pour chacun des critères, selon une approche booléenne, la valeur 1 a été attribuée aux facteurs propices au développement de polygones, tandis que la valeur 0 correspond aux caractéristiques rendant impossible leur présence. Pour obtenir l’altitude relative aux polygones de fentes de gel dans le périmètre de la RNGHP, l’Extraction par masque du Spatial Analyst s’est faite à partir d’une couche vecteur de l’ensemble du territoire. Le même processus a été réalisé pour la couche relative à la pente, puis sur la couche d’exposition. Enfin, le couvert végétal arborescent étant défavorable à l’observation des polygones de fentes de gel, les classes de la BD Forêt qui sont répertoriées comme Forêt fermée sans couvert arboré (Code : FF0), Forêt ouverte (Code : F00), Landes (Code : LA4), Herbacés (Code : LA6) se sont vues attribuer la valeur 1.
25Ainsi, il a été possible ensuite de re-discrétiser le MNT de la RNGHP en classes par critères à partir de l’outil Reclassification. Une fois ces reclassifications faites pour les quatre critères, la Calculatrice raster a permis de croiser les données. En sortie, une couche raster dont les pixels ont la valeur 1 ou 0 est obtenue. Elle est ensuite convertie au format vecteur. Par Sélection attributaire, les polygones de la couche de valeur 1 sont isolés pour former une nouvelle couche. Par souci de n’omettre aucun site propice à l’observation de polygones de fentes de gel, une zone tampon de 200 m a été constituée autour des secteurs obtenus. Une extraction par masque est ensuite réalisée sur chaque couche sur le périmètre de la RNGHP.
26Les polygones de la Montagne de Chine sont aisément observables, en particulier au printemps quand les sillons qui délimitent les polygones sont soulignés par une flore plus luxuriante – Primula veris, Viola calcarata, Myosotis alpestris, Ranunculus montanus aggr. – que celle qui couvre leurs surfaces – Nardus stricta, Gentiana verna, Ranunculus kuepferi. La granulométrie du matériel composant les polygones est homométrique, alors que les sillons sont en partie remblayés par des colluvions et possiblement des dépôts éoliens, qui induisent une plus grande fertilité et/ou humidité. Ces sols augmentent la diversité locale en augmentant l’hétérogénéité écologique des pelouses sans induire toutefois la présence d’espèces exclusives (Van Es, 2024). Une flore qui se retrouve ailleurs sur le site à la faveur de replats ou dépressions.
27Les polygones les plus remarquables sont localisés dans la partie sud-est, accolés les uns aux autres avec des sillons davantage déprimés soulignés par une végétation plus dense. Dans certains cas, seuls les angles restent visibles.
28Les sillons végétalisés et un léger bombement dans la partie centrale indiquent que ces polygones de fentes de gel sont inactifs. Certains polygones ne présentent pas ce bombement ; la plus petite dimension de ces polygones (2 à 3 m de diamètre) pourrait expliquer cette différence.
29La carte du réseau de polygones (fig. 4) et la carte géomorphologique (fig. 5) montrent la distribution des polygones de fentes de gel – décrits et analysés dans la section suivante – et les autres formes et formations du site. La majorité du terrain est recouverte par un sol sur substratum calcaire, propice au développement d’une pelouse alpine. Aucune moraine ni dépôt de till n’a été observé, contrairement au Massif des Monges voisin (Armando, 2020). Le secteur à l’est est affecté par la solifluction (bourrelets peu marqués et lobes de petite taille). Dans d’autres secteurs, le substratum de calcaire noir affleure en gros bancs fissurés voire fracturés par la gélifraction ; sub-affleurant, il est alors recouvert d’un sol mince à nombreux débris rocheux hétérométriques. Au nord-est de la bergerie, des cargneules affleurent de façon discontinue sur la pente, formant des pointements de 2 à 3 m de haut. De nombreux blocs décimétriques sont disséminés sur la Montagne de Chine, résultant de la gélifraction du substratum et formant des amas en contrebas des petits escarpements rocheux. Processus gravitaires et ravinement expliquent l’absence de polygones par endroits, avec ravines et niches d’arrachement là où la pente est plus forte. Enfin, de nombreuses terrassettes résultent du piétinement des ovins sur le sol encore humide en fin de printemps.
Fig. 4 – Carte du réseau de polygones de fentes de gel de la Montagne de Chine (fond : orthophotographie IGN à 20 cm de résolution ; équidistance des isohypses : 5 m).
Fig. 4 – Frost polygons network map of the Montagne de Chine (IGN orthophoto with resolution of 20 cm; contour interval: 5 m).
Fig. 5 – Carte géomorphologique de la Montagne de Chine.
Fig. 5 – Geomorphological map of the Montagne de Chine.
1. Substratum affleurant ; 2. Substratum subaffleurant ; 3. Sol en place ; 4. Escarpement de 400 m ; 5. Escarpement de 200 m ; 6. Colluvions ; 7. Dépôt de glissement ; 8. Dépôt d’éboulis ; 9. Niche d’arrachement ; 10. Terrain affecté par la solifluction ; 11. Loupe de solifluction ; 12. Amas de blocs ; 13. Polygone de fentes de gel ; 14. Ravin (largeur < 15m) ; 15. Ravin (largeur > 15 m) ; 16. Ravine ; 17. Rebord d’érosion ; 18. Doline ; 19. Terrassettes ; 20. Bati ; 21. Plantation arborée ; 22. Piste ; 23. Sentier ; 24. Cours d’eau temporaires ; 25. Isohypse à 5 m ; 26. Point côté.
1. Outcropping bedrock; 2. Sub.outcropping bedrock; 3. In.situ soil; 4. 400 m escarpment; 5. 200 m escarpment; 6. Colluvium; 7. Landslide deposit; 8. Talus deposit; 9. Detachment niche; 10. Terrain affected by solifluction; 11. Solifluction lobe; 12. Block accumulation; 13. Frost polygon; 14. Ravine (width < 15 m); 15. Ravine (width > 15 m); 16. Gully; 17. Erosion edge; 18. Doline; 19. Terracettes; 20. Built structure; 21. Tree plantation; 22. Track; 23. Path; 24. Temporary watercourses; 25. 5 m contour line; 26. Elevation point.
30Les formes dominantes et spectaculaires sont les polygones de fentes de gel, dont la carte montre la grande densité sur ce site (fig. 4). L’emprise de l’ensemble du réseau représente 26,82 ha, soit 10,7 % de la superficie de la Montagne de Chine, où 1005 polygones complets ont été vectorisés, ainsi que 510 polygones incomplets – non fermés, ces derniers n’apparaissent que sous la forme de lignes qui correspondent aux sillons conservés. La longueur totale des sillons des polygones complets et incomplets est de 25,115 km (dont 80 % pour les polygones complets). La superficie moyenne des 1005 polygones complets est de 34,5 m², avec une forte variabilité (écart-type de 26 m²) : leurs superficies vont de 4,7 à 237,3 m², mais la moitié est comprise entre 18,6 et 42,6 m², tandis que 49 polygones seulement dépassent 79 m² (fig. 6a).
31Ces 1005 polygones complets ont été digitalisés sur 387 pixels de 25×25 m la résolution du MNT. En effet, leurs dimensions étant bien inférieures à la résolution du MNT, plusieurs polygones sont généralement présents sur un même pixel. Les statistiques d’altitude, d’angle de pente et d’exposition portent donc sur les 387 valeurs des fichiers raster correspondants. Afin de vérifier que les données sur les polygones de fentes de gel ne reflètent pas simplement celles de l’ensemble du site, la distribution des résultats a été comparée à celle des 4075 pixels qui couvrent le « plateau » de la Montagne de Chine (fig. 2C).
32Les 1005 polygones sont distribués entre 1648 et 1786 m d’altitude, mais 60 % ont leur altitude comprise entre 1685 et 1707 m, avec une médiane à 1695 m (fig. 6b) ; les altitudes du « plateau » ont elles une distribution bimodale, avec un écart type de 70 m contre 30 m pour les polygones. La pente moyenne pour les polygones est de 11,4° (fig. 6c), avec des valeurs extrêmes à 0,4° et 24° (écart type de 4,8°), mais seuls 7 pixels sont supérieurs à 21°. La distribution des pentes du « plateau » est là aussi différente de celle des polygones, avec une pente moyenne de 15,6° et un écart type de 7°. Enfin, les 2/3 des pixels sont orientés nord, soit le double de ceux de l’ensemble du site (fig. 6d).
Fig. 6 – Distribution des pixels selon leur superficie (a), altitude (b), pente (c) et exposition (d). 1. pixels contenant un à plusieurs polygones de fentes de gel ; 2. pixels de l'ensemble du plateau de la Montagne de Chine.
Fig. 6 – Pixel distribution according to area (a), altitude (b), slope (c) and exposure (d). 1. pixels containing one to several frost polygons; 2. pixels of the whole Montagne de Chine plateau.
33Sur la base de ces résultats, les seuils utilisés pour la reclassification dans le SIG sont ≥ 1650 m pour l’altitude, ≤ 26° pour la pente et le quadrant NW-NE pour l’exposition ; le couvert boisé a été pris en compte, considérant que si des polygones peuvent être présents, ils ne sont pas visibles in-situ sous couvert végétal.
34Les secteurs de présence potentielle de polygones de fentes de gel représentent 42 km² (Montagne de Chine comprise), soit 1,8 % du territoire de la RNGHP (fig. 7). Les principaux secteurs identifiés sont : (i) à l’ouest de Seyne : le Plateau d’Iroire et le Sauvegréous ; (ii) dans le secteur de Barles : la Montagne du Gau, la Montagne de Chine, le plateau des Monges et le Blayeul ; (iii) dans le Massif de l’Estrop : le Pinet, le col de Bau et le haut vallon de l’Estrop ; et (iv) au sud de Digne, le Chiran. Toutefois, les études géomorphologiques réalisées à la demande de la RNGHP dans les massifs des Monges (Armando, 2020) et de l’Estrop (Fichot, 2023 ; Delaunay-Quenechdu, 2024) n’ont pas révélé la présence de polygones de fentes de gel. En revanche, des formes avaient déjà été identifiés par les géologues de la RNGHP; leur digitalisation et quantification ont donc été effectuées avec la méthode décrite dans cette étude.
35Plus au nord-est, les pelouses et sols ont été plus fortement affectés par l’érosion le piétinement (ovins et surtout bovins) ou parfois envahis pas la végétation, buissons, landes à airelles. Quelques secteurs repérés en photos aériennes mériteraient d’être prospectées. La Montagne du Chiran est également fortement impactée par le piétinement et les sols y sont assez pelliculaires, trop peu épais pour conserver des polygones caractéristiques. La Montagne de la Bernarde au sud-est de Saint André les Alpes offre un meilleur potentiel, avec des polygones visibles sur photographies aériennes.
Fig. 7 – Carte des secteurs de présence potentielle de polygones de fentes de gel dans la Réserve Naturelle Géologique de Haute Provence. 1. Secteur potentiel ; 2. Montagne de Chine ; 3. Périmètre de protection.
Fig. 7 – Map of potential areas of frost polygons in the Réserve Géologique de Haute Provence. 1. Potential zone; 2. Montagne de Chine area; 3. RNGHP protection.
36L’observation d’images aériennes a permis de digitaliser 31 polygones complets et 51 sillons au col de Bau (1,29 km de sillons), et 24 polygones complets et 8 sillons sur la crête de Cadun (0,61 km de sillons), des données très inférieures à celles de la Montagne de Chine. La superficie moyenne des polygones au col de Bau (40,1 m²) et sur la crête de Cadun (38,5 m²) est un peu supérieure à celle de la Montagne de Chine (34,5 m²), mais elles sont plus homogènes (écart type de 17 m²).
37Les statistiques sur les 38 (Bau) et 5 (Cadun) pixels de 25x25 m du MNT montrent que leurs polygones sont situés entre 1996 et 2039 m d’altitude au col de Bau, et 2164 et 2175 m sur la crête de Cadun, soit plus haut que sur la Montagne de Chine. Ces polygones sont exposés O, NO, N et NE. Enfin, au col de Bau, les polygones sont sur des pentes moyennes plus fortes (25,6°) que sur la Montagne de Chine, contrairement à la crête de Cadun (14,4°).
38Le site de la Montagne de Chine reste de loin le plus spectaculaire par l’étendue du réseau et la bonne préservation des formes, le nombre de polygones, avec de vastes secteurs homogènes, notamment celui au sud-est de la bergerie aux polygones jointifs particulièrement denses.
39Le réseau polygonal du col du Noyer (Massif du Dévoluy), à une altitude de 1664 m, se rapproche de celui de la Montagne de Chine (Pech et al., 2021). Les 342 polygones qui y ont été vectorisés présentent une géométrie décrite comme homogène, avec une superficie moyenne des polygones plus faible (28,8 m²), atteignant 80 m² au maximum, et une plus grande largeur de 5 m.
40La carte géomorphologique de la Montagne de Chine montre que les polygones ne subissent pas actuellement de processus d’érosion ni de dépôt qui menaceraient leur préservation. Les perturbations sont plus liées aux activités : d’une part au piétinement (près de 10 000 m2 autour de la bergerie) comme l’attestent les terrassettes dans le secteur nord-ouest, dont la pente est toutefois un peu plus raide et où nulle trace de polygones n’a été observée ; et d’autre part à la circulation de 4x4 sur des espaces relativement réduits en largeur de la Bergerie de Chine à celle de Clapouse.
41Le travail de cartographie permettra de réaliser un zonage des secteurs sensibles de ce site géomorphologique. Son originalité dans les Alpes du sud confirme l’intérêt d’intégrer la Montagne de Chine au projet d’extension de la RNN. Dans le but de compléter les connaissances géomorphologiques sur ce site, la Réserve a sollicité le Conservatoire Botanique National Alpin pour une étude floristique, qui a mis en évidence des secteurs fragiles à préserver. Dans le cadre de la révision du plan de gestion de la Réserve à mi-parcours (2025), des études complémentaires seront menées pour préciser les enjeux concernant la Montagne de Chine et envisager une gestion adaptée.
42Les Réserves naturelles ont pour mission première la protection du patrimoine naturel et plus largement de la nature sur leur territoire. Ces territoires évoluent au fil du temps, au fil des pratiques et subissent les effets du changement climatique ; les gestionnaires doivent donc en parallèle faire évoluer leur gestion en s’appuyant sur des données scientifiques nouvelles ou actualisées. Ce travail cartographique et analytique sur les polygones de fentes de gel de la Montagne de Chine est la première étude de ce type consacrée à cet espace particulier du Massif des Monges-Montagne de Chine-Vallée du Bès, qui fait partie du projet d’extension de la Réserve Naturelle Nationale et qui est un véritable site école pour l’apprentissage de la géologie de terrain. Les données acquises sur la Montagne de Chine et comparées à celles d’autres sites des Alpes ou d’autres régions, ont révélé tout l’intérêt scientifique, la rareté et l’originalité de ce géomorphosite. Il est difficile de donner un âge pour la formation des polygones de fentes de gel de la Montagne de Chine ; ceux-ci nécessitant des froids intenses, incompatibles avec les conditions de l’Holocène, on peut faire l’hypothèse qu’ils datent du Tardiglaciaire voire du Pléniglaciaire.
43La cartographie précise de l’ensemble des polygones permet d’identifier des zones où ils sont plus abondants et mieux conservés qu’en d’autres points et nécessitant de fait une vigilance particulière. Le tracé d’une nouvelle piste forestière a déjà été discuté avec l’Office National des Forêts et légèrement déplacé afin de ne pas impacter un ensemble de polygones. La cartographie servira par ailleurs à l’équipe de la RNGHP à organiser un suivi photographique des sites par drones.
44Aucune valorisation sur place pour le grand public n’est à ce jour envisagée, la fréquentation du public dans ces espaces de pâturage posant parfois des problèmes aux usagers. L’information et la sensibilisation des locaux seront privilégiées. Le Département qui gère la Réserve, les Espaces Naturels Sensibles et le Plan Départemental des Itinéraires et Petites Randonnées veille à concilier les activités économiques, dont le tourisme, les sports de natures et la protection du milieu naturel.
45Les études fournies par les spécialistes et leur expertise (Berthier-Laumond, 2022) montrent le grand intérêt scientifique et patrimonial du site de Chine à l’échelle des Alpes du sud. Les résultats de ce travail seront présentés aux habitants et usagers de la montagne et permettront une meilleure acceptabilité du projet de classement en Réserve naturelle nationale.
*Auteur correspondant : Tel : +33 4 90 16 26 98 (salome.berthier-laumond@univ-avignon.fr)