Navigation – Plan du site

AccueilDossiers111-2Évolution récente et à venir des ...

Évolution récente et à venir des glaciers du Val Veny (massif du Mont-Blanc, Italie) : apports de la télédétection satellite optique

Antoine Rabatel, Etienne Ducasse, Victor Ramseyer et Romain Millan
Traduction(s) :
State and Fate of Glaciers in the Val Veny (Mont-Blanc Range, Italy): Contribution of Optical Satellite Products [en]

Résumé

Les glaciers du Val Veny (versant italien du massif du Mont-Blanc) ont fait l'objet de nombreuses observations de terrain au cours des dernières décennies, notamment pour l'étude des fluctuations glaciaires ou des processus de surface liés à la couverture de débris. Nous proposons ici d'examiner comment les observations satellitaires peuvent compléter les mesures de terrain sur l’état et le devenir des glaciers du Val Veny. En effet, les produits satellitaires obtenus de manière quasi systématique permettent de rendre compte, non seulement de la perte de surface et de volume, mais aussi des changements dans les vitesses d'écoulement. Le constat que nous documentons ici à l’échelle du Val Veny est un amincissement des glaciers et un ralentissement de l'écoulement de la glace, avec une perte de surface estimée à 25 % d'ici 2050 et une perte de volume variant entre 30 et 43 % selon la source de données utilisée pour l'estimation du volume initial. Dans ce contexte, une portion de la zone supérieure du glacier de Brenva présente un comportement particulier d'épaississement et d'augmentation du flux de glace qui soulève des questions sur son origine. Enfin, les incertitudes dans l'estimation des épaisseurs de glace restent importantes et ont des répercussions sur l'évolution future des glaciers et leur contribution d'un point de vue hydrologique. D'ici 2050, nous estimons que l'apport en eau dû à la perte de volume des glaciers du Val Veny pourrait diminuer de 40 %.

Haut de page

Texte intégral

Les données de vitesse d’écoulement de surface des glaciers présentées dans ce travail ont été générées dans le cadre du projet « Glacier Science in the Alps » (contrat no 4000133436/20/I-NB) coordonné par Frank Paul (Université de Zurich) et financé par l’Agence spatiale européenne (ESA). Ce travail a également été soutenu par le projet SatIceFY financé par le LabEx OSUG@2020 (Investissements d’Avenir — ANR10_LABX56). Nous remercions l’initiative GLIMS (https://www.glims.org/) et le « CES Glaciers » du Pôle national de données THEIA (https://www.theia-land.fr/ceslist/ces-glaciers/) pour la distribution des produits satellitaires utilisés dans ce travail, notamment R. Hugonnet et E. Berthier pour les cartes de Dh/Dt. Finalement, nous remercions les éditeurs et les réviseurs pour leur relecture attentive et les commentaires apportés sur le manuscrit.

Introduction

1Probablement en lien avec à la diversité des glaciers que l’on peut trouver dans le Val Veny (versant italien du massif du Mont-Blanc) et aussi à son accessibilité, le Val Veny a été au centre d’un nombre important d’études glaciologiques au cours des dernières décennies. Par exemple, une attention importante a été portée sur les fluctuations des glaciers pendant l’Holocène, en particulier pour le glacier de la Brenva (Orombelli & Porter, 1982) et grâce à l’amphithéâtre morainique du glacier du Miage (Deline, 1999 ; Deline & Orombelli, 2005). En effet, on peut y trouver d’importantes moraines, conséquences de la grande quantité de débris transportés par les glaciers. De plus, la faible altitude du front du glacier du Miage favorise la présence de végétation, ce qui en fait l’un des seuls sites des Alpes où l’on peut trouver des arbres vivants à la surface d’un glacier. Ainsi, des analyses dendrologiques ont permis de reconstruire les variations récentes du glacier et les instabilités de sa surface (Pelfini et al., 2007 ; Leonelli & Pelfini, 2013).

2En relation avec l’importante zone d’ablation couverte de débris, les glaciers du Miage et de la Brenva ont concentré de nombreux travaux pionniers axés sur les processus de surface tels que l’évolution temporelle de la couverture de débris (D’Agata & Zanutta, 2007) ; les flux d’énergie de surface et le bilan de masse sur une langue de glacier couverte de débris (Brock et al., 2010 ; Stefaniak et al., 2021) ; la contribution des falaises de glace à l’ablation d’une langue glaciaire couverte de débris (Reid & Brock, 2014) ; ou encore l’application des données de télédétection par satellite pour le suivi de la température de surface et de l’épaisseur des couvertures de débris (Mihalcea et al., 2008).

3Comme la couverture de débris sur les glaciers du Val Veny est le résultat d’une production importante de débris par les hautes parois exposées au sud surplombant les glaciers, plusieurs études se sont concentrées sur l’histoire des instabilités dans ces versants, leurs contrôles climatiques et structuraux (Giardino et al., 2013 ; Deline et al., 2015), ainsi que sur la formation de la couverture de débris supra-glaciaire (Kirkbride & Deline, 2013 ; Deline & Kirkbride, 2017).

4La grande majorité des travaux antérieurs sur les glaciers du Val Veny se sont appuyés sur des mesures in situ. Dans la présente étude, nous proposons de nous concentrer sur les données de télédétection par satellite comme source d’information complémentaire. En effet, les données satellitaires sont prometteuses en termes de couverture spatiale, de revisite temporelle et de possibilités de documenter l’état de la surface terrestre et ses évolutions spatiales et temporelles. Par conséquent, nous analysons dans cet article, la contribution de la télédétection par satellite à la quantification de l’évolution récente des glaciers du Val Veny en termes de variations de surface, de changements de volume, de vitesse d’écoulement de surface et d’estimations de l’épaisseur. Au cours des deux dernières décennies, la quantité d’observations satellitaires n’a cessé d’augmenter, permettant de réaliser systématiquement et de manière quasi automatique des produits qui sont mis à disposition de la communauté (Rabatel et al., 2017 ; Hugonnet et al., 2023). La combinaison de ces produits permet de mieux caractériser l’état des glaciers et également de réaliser des projections de leur évolution dans les prochaines décennies. Nous présentons d’abord brièvement la zone d’étude et décrivons les jeux de données et les méthodes utilisées. Nous présentons ensuite une analyse de l’état et du devenir des glaciers du Val Veny. Enfin, nous fournissons des conclusions et des recommandations concernant les limites des jeux de données existants et l’approche utilisée, ainsi que pour de futurs travaux potentiels.

Zone d’étude

5Notre étude se concentre sur les glaciers du Val Veny, dans la partie supérieure du Val d’Aoste sur le versant italien de la chaîne du Mont-Blanc, à l’ouest de la ville de Courmayeur (Fig. 1).

Figure 1. Glaciers du bassin versant du Val Veny dans la haute vallée d’Aoste, Italie

Figure 1. Glaciers du bassin versant du Val Veny dans la haute vallée d’Aoste, Italie

Les contours des glaciers sont tirés de la base de données GLIMS

6Le Val Veny s’étend du sommet du Mont-Blanc à 4808 m d’altitude jusqu’à environ 1450 m d’altitude au front du glacier de la Brenva. En 2015, le Val Veny avait une superficie englacée de 23,7 km² (Paul et al., 2020) répartie entre 18 appareils glaciaires. La morphologie des glaciers est très variée, allant de très petits corps glaciaires d’environ 0,01 km² au glacier de vallée du Miage de près de 11 km² qui présente une langue couverte de débris d’environ 6 km de long. Certains des glaciers les plus raides du massif du Mont-Blanc se trouvent dans le Val Veny (par exemple, le glacier du Freney, le glacier du Brouillard), certains d’entre eux ayant une pente moyenne supérieure à 35 %.

Données et Méthodes

7Dans cette étude, nous avons utilisé des produits glaciologiques librement disponibles à des échelles régionales à mondiales :

  • Les contours des glaciers proviennent de l’initiative Global Land Ice Measurements from Space (https://www.glims.org/​), qui comprend le Randolph Glacier Inventory v6.0 (RGI-Consortium, 2017). Ces données ont été dérivées de données de télédétection par satellite et sont disponibles au format polygone (c’est-à-dire de shapefile vectoriel). Pour les glaciers du Val Veny, les contours disponibles datent de 2000, 2003, 2011 et 2015.

  • Les taux de changement d’altitude de la surface des glaciers entre 2000 et 2019 ont été tirés de Hugonnet et al. (2021). Dans leur étude, les changements d’altitude de la surface sont estimés en ajustant des régressions par processus gaussien à des séries temporelles d’observations de l’altitude de la surface terrestre provenant de plusieurs modèles numériques de terrain (MNT). Les MNT sont principalement générés et corrigés à partir d’images stéréo acquises par l’instrument ASTER (NASA, METI) à bord du satellite Terra. Ces données sont distribuées à une résolution horizontale de 100 m x 100 m. Nous avons considéré les périodes de 10 ans (2000-2009 et 2010-2019) et la période complète de 20 ans (2000-2019). Ces taux de changement d’altitude de la surface des glaciers (c’est-à-dire les taux d’amincissement ou d’épaississement des glaciers) prennent en compte à la fois le bilan de masse de la surface dû aux conditions climatiques et le transfert de masse dû à l’écoulement de la glace. La dynamique de la glace est donc implicitement prise en compte.

  • Les vitesses d’écoulement à la surface des glaciers sont extraites de Rabatel et al. (2023). Ces données sont des cartes annuelles de vitesse d’écoulement de surface des glaciers à l’échelle des Alpes européennes, couvrant la période 2015-2021 à une résolution de 50 m × 50 m. Ces données sont quantifiées en appliquant l’approche de la corrélation croisée normalisée sur les données optiques du satellite Sentinel-2 (ESA, Copernicus). La chaîne de traitement des images satellitaires est présentée dans Millan et al. (2019). Une chaîne de post-traitement pour filtrer et agréger les vitesses d’écoulement de la glace sur la période 2015-2021 est appliquée en utilisant la méthode décrite dans Mouginot et al. (2023).

  • Les distributions de l’épaisseur de la glace des glaciers ont été tirées de Farinotti et al. (2019) et Millan et al. (2022). Les deux produits, disponibles à l’échelle mondiale, ont été estimés en tenant compte de la conservation de la masse et en utilisant l’inversion des variables de surface des glaciers : bilan de masse et pente dans le cas de Farinotti et al. (2019), et également en tenant compte de la vitesse d’écoulement à la surface des glaciers dans le cas de Millan et al. (2022). Les incertitudes sur ces estimations ont été largement discutées dans Farinotti et al. (2017, 2019, 2021) et Millan et al. (2022). Localement, l’incertitude peut atteindre jusqu’à 50 % de la valeur estimée lorsque l’épaisseur est inférieure à 100 m de glace. Les données d’épaisseur sont cartographiées en tenant compte de l’étendue des glaciers RGI-v6.0 datée de 2003 dans les données d’inventaire multitemporelles disponibles via GLIMS. Les données sur la distribution de l’épaisseur de la glace des glaciers sont accessibles dans un format matriciel à différentes résolutions spatiales. Les deux produits ont été ré-échantillonnés à une résolution horizontale de 50 m.

8Toutes ces données sont utilisées pour décrire et analyser l’état actuel des glaciers dans le bassin versant du Val Veny, ainsi que pour simuler leur évolution dans les décennies à venir (jusqu’en 2050). Pour cela, nous avons suivi une approche assez simple dans laquelle les changements de volume des glaciers dans le temps sont quantifiés à partir de la carte des contours et de l’épaisseur des glaciers représentative de l’état des glaciers au début des années 2000, et en appliquant les taux de changements d’altitude de la surface des glaciers sur chaque site (trois taux disponibles issus de Hugonnet et al., 2021) dans une procédure itérative par pas temporels de 10 ans de 2000 à 2050.

9Avec une telle approche, les changements dans les glaciers sont calculés indépendamment de toute donnée climatique. Pour ce faire, nous supposons que les taux d’amincissement observés au cours des décennies précédentes (c’est-à-dire pour la période 2000-2009, 2010-2019 et 2000-2019) peuvent être extrapolés de manière linéaire pour les trois prochaines décennies. Cette hypothèse peut être étayée par les différences limitées entre les scénarios climatiques pour les trois décennies à venir (GIEC, 2021). En effet, les différences apparaissent au milieu du siècle et s’accentuent dans la seconde moitié du xxie siècle. En outre, les trois taux d’amincissement utilisés peuvent être considérés comme des trajectoires différentes basées sur la perte dite « déjà engagée », c’est-à-dire la perte de volume résultant du déséquilibre glacier-climat (Zekollari et al., 2020). Enfin, comme la dynamique de la glace est implicitement prise en compte dans les taux de changement d’élévation de la surface du glacier, notre approche semble raisonnable pour les glaciers de montagne de petite taille où le rôle de la dynamique de la glace et les changements potentiels de la dynamique de la glace associés au rétrécissement du glacier sont limités.

Résultats et interprétations

Changements de superficie des glaciers

10La figure 1 illustre l’inventaire multitemporel disponible via l’interface GLIMS pour les glaciers du Val Veny. Quatre dates sont disponibles : 2000, 2003, 2011 et 2015. D’après ces données, la surface glaciaire a diminué sur l’ensemble de la période, passant de près de 30 km² en 2000 à près de 24 km² en 2015, ce qui correspond à une diminution de 20 %. Cependant, on peut noter quelques incohérences entre les inventaires, notamment dans les parties supérieures des glaciers de la Brenva et du Miage, à proximité du sommet du Mont-Blanc, où les contours ne sont pas cohérents entre eux. En effet, à proximité du sommet du Mont-Blanc, plusieurs glaciers sont contigus et un décalage entre la frontière politique entre la France et l’Italie et la limite géographique des bassins versants entraîne une incohérence dans l’attribution de portion de zones d’accumulation à l’un ou l’autre des inventaires nationaux. En outre, des sources d’incohérence classiques dans les travaux d’inventaire peuvent également contribuer aux différences entre les inventaires, telles que : la résolution spatiale différente des sources de données (c’est-à-dire la taille des pixels des images satellites utilisées qui peut varier de 30 m dans le cas de Landsat à quelques dizaines de centimètres lorsque des photographies aériennes sont utilisées) ; la couverture de débris ou de neige qui peut empêcher une identification précise du contour du glacier ; la méthode utilisée, c’est-à-dire un travail automatique ou supervisé.

11Par conséquent, une perte de surface totale de 20 % entre 2000 et 2015 semble être surestimée. D’autre part, en se concentrant sur les parties inférieures des glaciers, les contours montrent un signal clair de perte de surface des glaciers, plus facilement mis en évidence sur la langue de glace non couverte de débris. Il convient de noter que la partie inférieure du glacier de la Brenva, couverte de débris, est maintenant complètement déconnectée de la partie supérieure du glacier.

Changements de l’altitude de la surface des glaciers

12La figure 2 montre les taux de changement d’altitude de la surface des glaciers (Dh/Dt) extraits du jeu de données de Hugonnet et al. (2021) pour la période 2000-2019 et les deux sous-périodes 2000-2009 et 2010-2019.

13Sans surprise, l’amincissement des glaciers (c’est-à-dire un Dh/Dt négatif) domine largement avec des taux annuels moyens d’abaissement de l’altitude de la surface qui atteignent plus de 4 m/an sur la période de 20 ans. La distribution spatiale est cohérente entre les différentes périodes. Cependant, une augmentation des taux d’amincissement entre les deux sous-périodes peut être remarquée sur les langues couvertes de débris des glaciers du Miage et de la Brenva. Cette augmentation peut être probablement attribuée à des flux de masse plus faibles provenant des parties supérieures, ce qui est cohérent avec la tendance à la baisse de la vitesse d’écoulement à la surface du glacier (voir ci-dessous, la section « Vitesse d’écoulement de surface des glaciers »).

14D’autre part, un léger épaississement peut être observé dans la partie supérieure du glacier de la Brenva. Durant la sous-période 2000-2009, cet épaississement est localisé au pied du Grand Pilier d’Angle et de l’aiguille Blanche de Peuterey (flèche verte sur la Fig. 2 en bas à gauche). Ensuite, durant la sous-période 2010-2019, il se propage vers le bas et est également visible au pied de l’aiguille Noire de Peuterey (flèche verte sur la Fig. 2 en bas à droite). Si cet épaississement peut être attribué à une accumulation accrue dans le secteur supérieur, sa propagation vers le bas est probablement liée à une augmentation du transfert de masse, ce qui est en accord avec l’augmentation des vitesses d’écoulement de surface dans cette partie du glacier que l’on peut observer dans les années les plus récentes (voir ci-dessous, section « Vitesse d’écoulement de surface des glaciers »). Bien que l’augmentation des précipitations à haute altitude n’ait pas été mise en évidence jusqu’à présent, il faut rappeler que les mesures in situ sont très rares à haute altitude, et qu’elles sont donc limitées pour rendre de compte de phénomènes très localisés.

Figure 2. Taux de variation de l’altitude de la surface quantifiés à partir de modèles numériques de terrain dérivés de satellites optiques pour les périodes : 2000-2019, 2000-2009 et 2010-2019

Figure 2. Taux de variation de l’altitude de la surface quantifiés à partir de modèles numériques de terrain dérivés de satellites optiques pour les périodes : 2000-2019, 2000-2009 et 2010-2019

Vitesse d’écoulement de surface des glaciers

15La figure 3 montre la vitesse moyenne d’écoulement de surface des glaciers (Fig. 3A) pour la période 2015-2021 (Rabatel et al., 2023), et la tendance d’évolution de la vitesse d’écoulement de surface des glaciers qui a été quantifiée au cours de la période 2015-2021 (Fig. 3B).

Figure 3. Vitesse d’écoulement de surface des glaciers dérivée des données satellitaires optiques. (3A) Moyenne annuelle de la vitesse d’écoulement de surface ; (3B) Tendance pour la période 2015-2021

Figure 3. Vitesse d’écoulement de surface des glaciers dérivée des données satellitaires optiques. (3A) Moyenne annuelle de la vitesse d’écoulement de surface ; (3B) Tendance pour la période 2015-2021

16La gamme des vitesses d’écoulement à la surface des glaciers est large, allant d’une glace presque stagnante dans les parties inférieures de la langue terminus du glacier du Miage, fortement couverte de débris, à plus de 500 m/an dans la zone d’accumulation du glacier de la Brenva. Les affluents pentus du glacier du Miage, à savoir le glacier de Bionnassay italien, le glacier du Dôme et le glacier du mont Blanc, qui s’écoulent depuis l’altitude la plus élevée de la zone d’étude (le Dôme du Goûter à 4304 m d’altitude et le mont Blanc à 4808 m d’altitude), ainsi que les glaciers du Brouillard et de Frêney, présentent des vitesses d’écoulement de surface comprises entre 100 et 250 m/an sur une grande partie de leur surface. En revanche, les glaciers aux pentes plus douces comme les glaciers de la Lée Blanche et de l’Estelette présentent des vitesses d’écoulement de surface de l’ordre de 50 m/an sur la majeure partie de leur surface.

17Bien que la période couverte par le jeu de données présenté par Rabatel et al. (2023) soit assez courte (c’est-à-dire 6 ans), plusieurs parties des glaciers montrent des tendances dans la vitesse d’écoulement de surface des glaciers qui sont statistiquement significatives (Fig. 3B où seuls les pixels englacés avec des valeurs de tendance significatives sont affichés). Les tendances à la baisse dominent largement (couleurs jaune à rouge) avec les taux les plus élevés dépassant -5 m/an² qui sont principalement observés dans les parties inférieures des langues glaciaires. D’autre part, une grande partie du glacier de la Brenva, en rive droite de sa zone d’accumulation, présente une tendance à l’accélération qui atteint plus de 5 m/an² sur une grande surface. Une tendance similaire, bien que moins prononcée, peut être observée sur un petit affluent situé en rive droite du glacier du Miage.

18Dans le contexte général de perte de volume des glaciers, de telles augmentations de la vitesse d’écoulement à la surface du glacier soulèvent des questions. Quelques hypothèses peuvent être mentionnées : (1) un épaississement du glacier comme noté dans la section 4.2 avec des Dh/Dt positifs dans ce secteur du glacier de la Brenva ; (2) un changement dans le régime thermique de la glace avec une influence sur l’écoulement de la glace, comme documenté sur le glacier de Taconnaz sur le versant nord du Mont-Blanc (Gilbert et al., 2014) ; (3) un changement dans l’hydrologie sous-glaciaire, qui pourrait être lié à une augmentation de la fonte en surface du glacier dans les parties supérieures du glacier, conduisant à une plus grande percolation de l’eau dans le névé et à de la fracturation dans la glace.

Distribution des épaisseurs de glace et changements des glaciers entre 2000 et 2050

19La figure 4 montre la distribution de l’épaisseur de glace des glaciers du Val Veny estimée par Farinotti et al. (2019) et par Millan et al. (2022) représentative du début des années 2000 (Fig. 4A & 4C) et simulée pour 2050 (Fig. 4B & 4D) en interpolant linéairement les changements d’altitude de la surface des glaciers 2000-2019 quantifiés par Hugonnet et al. (2021).

20En ce qui concerne la distribution initiale de l’épaisseur de la glace au début des années 2000, si la distribution générale concorde entre les deux sources de données, les valeurs absolues de l’épaisseur de la glace diffèrent fortement, les épaisseurs estimées par Millan et al. (2022) étant largement supérieures à celles estimées par Farinotti et al. (2019). Par exemple, l’épaisseur de la glace sur la langue couverte de débris du glacier du Miage dépasse largement les 250 m (jusqu’à 350 m) dans les estimations de Millan et al. (2022) (Fig. 4C) alors qu’elle est plus proche de 150 m (jusqu’à 180 m) dans les estimations de Farinotti et al. (2019) (Fig. 4A). De même, les estimations de Farinotti et al. (2019) pour les parties supérieures du glacier de la Brenva sont comprises entre 60 et 90 m, tandis que Millan et al. (2022) indiquent des épaisseurs comprises entre 150 et 200 m dans la même zone.

Figure 4. Distribution de l’épaisseur de la glace en 2000 (A et C) et projetée pour 2050 (B et D) en tenant compte des taux de changement d’altitude de la surface pour la période 2000-2019 et de la distribution initiale de l’épaisseur de la glace de Farinotti et al. 2019 (A et B) et de Millan et al. 2022 (C et D)

Figure 4. Distribution de l’épaisseur de la glace en 2000 (A et C) et projetée pour 2050 (B et D) en tenant compte des taux de changement d’altitude de la surface pour la période 2000-2019 et de la distribution initiale de l’épaisseur de la glace de Farinotti et al. 2019 (A et B) et de Millan et al. 2022 (C et D)

21La figure 5 montre l’évolution de la surface, du volume et de la contribution en eau des glaciers du Val Veny pour la période 2000-2050 en considérant les trois trajectoires de changement d’altitude de la surface des glaciers quantifiées sur les périodes 2000-2009, 2010-2019 et 2000-2019.

22La surface initiale diffère légèrement de celle trouvée dans l’inventaire (-6 % pour Farinotti et al., 2019 ; et -10 % pour Millan et al., 2022) notamment parce que les petits glaciers sont écartés dans les estimations de l’épaisseur de la glace en raison de leur petite taille ou de leur localisation dans des terrains escarpés où le MNT utilisé dans les estimations de l’épaisseur de la glace est sujet à de grandes incertitudes. La surface au début de la simulation est encore plus petite en utilisant les données de Millan et al. (2022). Cela est dû au fait que les données sur les vitesses d’écoulement à la surface des glaciers sont également utilisées comme données d’entrée pour l’estimation de l’épaisseur de la glace, et comme ces données ne peuvent pas être quantifiées sur les petits glaciers en raison de leur taille, un plus grand nombre de petits corps de glace sont écartés. Dans l’ensemble, les différences de superficie entre Farinotti et al. (2019) et Millan et al. (2022) au début de la simulation sont de 4,4 %, et de 4 % à la fin. La perte de surface des glaciers illustrée par la figure 5 entre 2000 et (2020) 2050 est de (-5±0,5 %) -25±1 % contre (-9±0,5 %) -24,5±0,5 % en utilisant les données de distribution des épaisseurs de glace de Farinotti et al. (2019) ou de Millan et al. (2022) comme données d’entrée, respectivement.

Figure 5 Évolution de la superficie (à gauche), du volume (au milieu) et de l’apport en eau (à droite) des glaciers du Val Veny pour la période 2000-2050 en considérant les trois trajectoires d’évolution de la surface des glaciers quantifiées sur les périodes 2000-2009, 2010-2019 et 2000-2019

Figure 5 Évolution de la superficie (à gauche), du volume (au milieu) et de l’apport en eau (à droite) des glaciers du Val Veny pour la période 2000-2050 en considérant les trois trajectoires d’évolution de la surface des glaciers quantifiées sur les périodes 2000-2009, 2010-2019 et 2000-2019

23Les différences de volume entre Farinotti et al. (2019) et Millan et al. (2022) au début de la simulation sont de 38 %, et de 74 % à la fin. Le volume estimé par Millan et al. (2022) étant largement supérieur. Cette différence au début de la période d’étude est une conséquence directe de la méthode d’inversion utilisée pour estimer la distribution de l’épaisseur du glacier. Cependant, en l’absence de mesures in situ de l’épaisseur de la glace, il est impossible de dire quelle estimation est la meilleure. La différence de volume est beaucoup plus importante à la fin de la période d’étude (c’est-à-dire en 2050). Cela doit être mis en relation avec la distribution de l’épaisseur de la glace. Par exemple, les zones les plus épaisses du glacier de la Brenva sont situées à basse altitude dans l’estimation de Farinotti et al. (2019). Ces zones plus basses s’amincissent, et dans certains cas disparaissent, plus rapidement (Dh/Dt les plus élevé, voir Fig. 2), augmentant ainsi la différence de volume à la fin de la période d’étude. Globalement, la figure 5 montre que la perte de volume du glacier entre 2000 et (2020) 2050 est de (-20±1 %) -43±2 % vs. (-13±1 %) -29±1 % en utilisant les données de distribution des épaisseurs de glace de Farinotti et al. (2019) ou de Millan et al. (2022) comme données d’entrée, respectivement.

24La différence de contribution de l’eau provenant de la perte de volume des glaciers entre les estimations de l’évolution des glaciers lorsque l’on utilise les données de distribution de l’épaisseur de la glace de Farinotti et al. (2019) ou de Millan et al. (2022) comme données d’entrée est de 7 % au début de la simulation, et de 6 % à la fin. Bien que le volume du glacier soit différent, le taux de perte de volume est proche. La figure 5 montre que les apports d’eau dus à la perte de volume des glaciers sont de 380 L/s contre 350 L/s au début de la période (c’est-à-dire pour la décennie 2000-2010) et de 230 L/s contre 220 L/s à la fin de la période (c’est-à-dire pour la décennie 2040-2050), lorsque l’on utilise les données de distribution des épaisseurs de glace de Farinotti et al. (2019) ou de Millan et al. (2022) en tant que données d’entrée, respectivement. Cela représente une diminution de 40 % dans les deux cas sur la période de 50 ans.

Conclusions

25Dans cette étude, nous avons analysé la contribution des produits satellitaires pour la quantification de l’évolution actuelle des glaciers dans le Val Veny (versant sud du massif du Mont-Blanc, Italie). Ces produits permettent de documenter les changements survenus au cours des deux dernières décennies en termes de surface des glaciers (c’est-à-dire d’inventaires multitemporels), de volume et de vitesse d’écoulement de surface, ainsi que d’estimer la distribution de l’épaisseur de la glace. La combinaison de ces produits permet de caractériser l’état des glaciers et de proposer des projections de leur évolution dans les décennies à venir. Nos principaux résultats sont les suivants :

  • Une nette diminution de la surface des glaciers a été observée à partir des inventaires multitemporels. Cependant, nous notons quelques incohérences dans les inventaires réalisés par différents groupes, dans le cadre de différentes initiatives. Un travail d’homogénéisation pourrait être encouragé et, au vu de la fonte importante subie par les glaciers ces dernières années, une mise à jour mériterait d’être faite.

  • Les cartes des changements d’élévation de la surface dérivées des stéréo-images satellitaires constituent un produit très pertinent pour documenter l’état actuel des glaciers et pour calibrer les modèles de projection de leur évolution future. Pour réaliser de telles cartes, le capteur ASTER embarqué sur le satellite Terra a prouvé sa pertinence. Malheureusement, la durée de vie de cette plateforme est presque terminée (fin 2023 — début 2024) et aucune mission satellitaire équivalente n’est actuellement prévue par les agences spatiales. C’est très regrettable car aucune continuité n’est assurée pour la réalisation de telles cartes dans les années à venir.

  • En ce qui concerne les vitesses d’écoulement à la surface des glaciers. Le produit satellite dérivé des données Sentinel-2 est très pertinent. Bien qu’une tendance générale à la diminution des vitesses d’écoulement en surface des glaciers ait été documentée sur les glaciers du Val Veny, en accord avec la perte de surface et l’amincissement général des glaciers, une augmentation significative des vitesses d’écoulement à la surface est documentée dans la partie supérieure du glacier de la Brenva. Cette tendance soulève des questions quant à son origine, soit en raison d’un épaississement local, soit en raison d’un changement possible du régime thermique du glacier ou de l’hydrologie sous-glaciaire.

  • En ce qui concerne la distribution des épaisseurs de glace, des différences importantes entre les produits disponibles peuvent être observées. Dans l’ensemble, Millan et al. (2022) montrent des masses de glace plus épaisses que Farinotti et al. (2019). Des mesures in situ seraient précieuses pour déterminer lequel des produits est le plus précis. D’autre part, ces données in situ permettraient de mieux contraindre les futurs modèles d’inversion.

  • Concernant l’évolution future des glaciers du Val Veny à l’horizon 2050. Notre approche simple basée sur l’interpolation des taux d’amincissement déterminés au cours des deux dernières décennies montre que la contribution en eau provenant de la perte de volume des glaciers diminuera de près de 40 %. Cette diminution est plus prononcée entre 2020 et 2050 lorsque l’on utilise les données de Farinotti et al. (2019) sur la distribution des épaisseurs de glace comme données d’entrée de la modélisation. Nos résultats mériteraient d’être confirmés par d’autres approches prenant explicitement en compte la dynamique des glaciers, surtout pour les deux plus grands glaciers (Brenva et Miage) pour lesquels l’hypothèse que nous avons faite de négliger le rôle de la dynamique de la glace est la plus discutable.

26Des travaux futurs pourraient s’appuyer sur les changements que nous avons documentés pour le glacier de la Brenva afin de confirmer l’épaississement et l’accélération de l’écoulement dans sa partie supérieure : pour voir si cela provient du régime thermique (un forage avec des mesures de température pourrait aider à confirmer l’état thermique du glacier), ou si cela provient de l’hydrologie sous-glaciaire ou si cela peut simplement être lié à une accumulation plus importante au cours des dernières années à haute altitude.

Haut de page

Bibliographie

Brock, B.W., Mihalcea, C., Kirkbride, M.P., Diolaiuti, G., Cutler, M.E., & Smiraglia, C., 2010.– « Meteorology and surface energy fluxes in the 2005-2007 ablation seasons at the Miage debris‐covered glacier, Mont Blanc Massif, Italian Alps », Journal of geophysical research: atmospheres, vol. 115, no D9.

D'Agata, C., & Zanutta, A., 2007.– « Reconstruction of the recent changes of a debris-covered glacier (Brenva Glacier, Mont Blanc Massif, Italy) using indirect sources: methods, results and validation », Global and Planetary Change, vol. 56, nos 1-2, p. 57-68.

Deline, P., 1999.– « Les variations holocènes récentes du glacier du Miage (Val Veny, Val d'Aoste) », Quaternaire, vol. 10, no 1, p. 5-13.

Deline, P., & Orombelli, G., 2005.– « Glacier fluctuations in the western Alps during the Neoglacial, as indicated by the Miage morainic amphitheatre (Mont Blanc massif, Italy) », Boreas, vol. 34, no 4, p. 456-467.

Deline, P., Akçar, N., Ivy-Ochs, S., & Kubik, P.W., 2015.– « Repeated Holocene rock avalanches onto the Brenva Glacier, Mont Blanc massif, Italy: a chronology », Quaternary Science Reviews, vol.126, p. 186-200.

Deline, P., & Kirkbride, M.P., 2017.– « Dix ans de balises d’ablation sur le glacier d’Estelette (massif du Mont-Blanc) pour étudier la dynamique de sa couverture détritique », Collection EDYTEM, Cahiers de géographie, vol. 19, no 1, p. 61-67.

Farinotti, D., Brinkerhoff, D.J., Clarke, G.K.C., Fürst, J.J., Frey, H., Gantayat, P., et al., 2017.– « How accurate are estimates of glacier ice thickness? Results from ITMIX, the Ice Thickness Models Intercomparison eXperiment », Cryosphere, vol. 11, no 2. DOI : https://doi.org/10.5194/tc-11-949-2017.

Farinotti, D., Huss, M., Fürst, J.J., Landmann, J., Machguth, H., Maussion, F., & Pandit, A., 2019.– « A consensus estimate for the ice thickness distribution of all glaciers on Earth », Nature Geoscience, vol. 12, no 3. DOI : https://doi.org/10.1038/s41561-019-0300-3.

Farinotti, D., Brinkerhoff, D.J., Fürst, J.J., Gantayat, P., Gillet-Chaulet, F., Huss, M., et al., 2021.– « Results from the Ice Thickness Models Intercomparison eXperiment Phase 2 (ITMIX2) », Frontiers in Earth Science, vol. 8. DOI : https://doi.org/10.3389/feart.2020.571923.

Giardino, M., Perotti, L., Bacenetti, M., & Zamparutti, P., 2013.– « Climatic and structural controls to slope instabilities in Val Veny (Italy) », Landslide Science and Practice. Volume 4: Global Environmental Change, p. 425-431.

Gilbert, A., Gagliardini, O., Vincent, C., & Wagnon, P., 2014.– « A 3-D thermal regime model suitable for cold accumulation zones of polythermal mountain glaciers », Journal of Geophysical Research, vol. 119, no 9, p. 1876-1893. DOI : https://doi.org/10.1002/2014JF003199.

Hugonnet, R., McNabb, R., Berthier, E., Menounos, B., Nuth, C., Girod, L., et al., 2021. « Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century », Nature, vol. 592, no 7856. DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-z.

Hugonnet, R., Millan, R., Mouginot, J., Rabatel, A., & Berthier, E., 2023.– « Un atlas mondial pour caractériser la réponse des glaciers au changement climatique », La Météorologie, no 120, p. 37-45. DOI : https://doi.org/10.37053/lameteorologie-2023-0015.

IPCC, 2021.– Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (dir.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom et New York, NY, USA. DOI : https://doi.org/10.1017/9781009157896.

Kirkbride, M.P., & Deline, P., 2013.– « The formation of supraglacial debris covers by primary dispersal from transverse englacial debris bands », Earth Surface Processes and Landforms, vol. 38, no 15, p. 1779-1792.

Leonelli, G. & Pelfini, M., 2013.– « Past surface instability of Miage debris-covered glacier tongue (Mont Blanc Massif, Italy): a decadal-scale tree-ring-based reconstruction », Boreas, vol. 42, p. 613-622. DOI : https:doi.org/10.1111/j.1502-3885.2012.00291.x.

Mihalcea, C., Brock, B. W., Diolaiuti, G., D'Agata, C., Citterio, M., Kirkbride, M. P., ... & Smiraglia, C., 2008.– « Using ASTER satellite and ground-based surface temperature measurements to derive supraglacial debris cover and thickness patterns on Miage Glacier (Mont Blanc Massif, Italy) », Cold Regions Science and Technology, vol. 52, no 3, p. 341-354.

Millan, R., Mouginot, J., Rabatel, A., Jeong, S., Cusicanqui, D., Derkacheva, A., & Chekki, M., 2019.– « Mapping surface flow velocity of glaciers at regional scale using a multiple sensors approach », Remote Sensing, vol. 11, no 21, p. 2498. DOI : https://doi.org/10.3390/rs11212498.

Millan, R., Mouginot, J., Rabatel, A., & Morlighem, M., 2022.– « Ice velocity and thickness of the world’s glaciers », Nature Geoscience, vol. 15, no 2. DOI : https://doi.org/10.1038/s41561-021-00885-z.

Mouginot, J., Rabatel, A., Ducasse, E., & Millan, R., 2023.– « Optimization of Cross Correlation Algorithm for Annual Mapping of Alpine Glacier Flow Velocities; Application to Sentinel-2 », IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 61, p. 1-12. DOI : https://doi.org/10.1109/TGRS.2022.3223259.

Orombelli, G., & Porter, S.C., 1982.– Late Holocene fluctuations of Brenva glacier, Comitato Glaciologico Italiano.

Paul, F., Rastner, P., Azzoni, R.S., Diolaiuti, G., Fugazza, D., Le Bris, R., Nemec, J., Rabatel, A., Ramusovic, M., Schwaizer, G. & Smiraglia, C., 2020.– « Glacier shrinkage in the Alps continues unabated as revealed by a new glacier inventory from Sentinel-2 », Earth System Science Data, vol. 12, p. 1805-1821. DOI : https:doi.org/10.5194/essd-12-1805-2020.

Pelfini, M., Santilli, M., Leonelli, G., & Bozzoni, M., 2007.– « Investigating surface movements of debris-covered Miage glacier, Western Italian Alps, using dendroglaciological analysis », Journal of Glaciology, vol. 53, no 180, p. 141-152. https://doi.org/10.3189/172756507781833839.

Rabatel, A., Berthier, E., Arnaud, Y., Dedieu, J.-P., Dumont, M., Gascoin, S., Gay, M., Guerreiro, K., Karbou, F., Kouraev, A., Picard, G., Rémy, F., Sirguey, P., Trouvé, E., & Zakharova, E., 2017.– « Télédétection satellitaire des surfaces enneigées et englacées », La Météorologie, vol. 97, p. 78-85. DOI : https :doi.org/10.4267/2042/62170.

Rabatel, A., Ducasse, E., Millan, R., & Mouginot, J., 2023.– « Satellite-Derived Annual Glacier Surface Flow Velocity Products for the European Alps, 2015–2021 », Data, vol. 8, no 4, p. 66. DOI : https://doi.org/10.3390/data8040066.

Reid, T.D., & Brock, B.W., 2014.– « Assessing ice-cliff backwasting and its contribution to total ablation of debris-covered Miage glacier, Mont Blanc massif, Italy », Journal of Glaciology, vol. 60, no 219, p. 3-13.

RGI-Consortium, 2017.– Randolph Glacier Inventory–A Dataset of Global Glacier Outlines: Version 6.0. Technical Report, Global Land Ice Measurements from Space, Colorado, USA.

Stefaniak, A.M., Robson, B.A., Cook, S.J., Clutterbuck, B., Midgley, N.G., & Labadz, J.C., 2021.– « Mass balance and surface evolution of the debris-covered Miage Glacier, 1990–2018 », Geomorphology, vol. 373, no 107474. DOI : https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2020.107474.

Zekollari, H., Huss, M., & Farinotti, D., 2020.– « On the Imbalance and Response Time of Glaciers in the European Alps », Geophysical Research Letters, vol. 47, no 2, e2019GL085578. DOI : https://doi.org/10.1029/2019GL085578.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Figure 1. Glaciers du bassin versant du Val Veny dans la haute vallée d’Aoste, Italie
Légende Les contours des glaciers sont tirés de la base de données GLIMS
URL http://journals.openedition.org/rga/docannexe/image/11575/img-1.png
Fichier image/png, 982k
Titre Figure 2. Taux de variation de l’altitude de la surface quantifiés à partir de modèles numériques de terrain dérivés de satellites optiques pour les périodes : 2000-2019, 2000-2009 et 2010-2019
URL http://journals.openedition.org/rga/docannexe/image/11575/img-2.png
Fichier image/png, 770k
Titre Figure 3. Vitesse d’écoulement de surface des glaciers dérivée des données satellitaires optiques. (3A) Moyenne annuelle de la vitesse d’écoulement de surface ; (3B) Tendance pour la période 2015-2021
URL http://journals.openedition.org/rga/docannexe/image/11575/img-3.png
Fichier image/png, 1,6M
Titre Figure 4. Distribution de l’épaisseur de la glace en 2000 (A et C) et projetée pour 2050 (B et D) en tenant compte des taux de changement d’altitude de la surface pour la période 2000-2019 et de la distribution initiale de l’épaisseur de la glace de Farinotti et al. 2019 (A et B) et de Millan et al. 2022 (C et D)
URL http://journals.openedition.org/rga/docannexe/image/11575/img-4.png
Fichier image/png, 1,1M
Titre Figure 5 Évolution de la superficie (à gauche), du volume (au milieu) et de l’apport en eau (à droite) des glaciers du Val Veny pour la période 2000-2050 en considérant les trois trajectoires d’évolution de la surface des glaciers quantifiées sur les périodes 2000-2009, 2010-2019 et 2000-2019
URL http://journals.openedition.org/rga/docannexe/image/11575/img-5.png
Fichier image/png, 74k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence électronique

Antoine Rabatel, Etienne Ducasse, Victor Ramseyer et Romain Millan, « Évolution récente et à venir des glaciers du Val Veny (massif du Mont-Blanc, Italie) : apports de la télédétection satellite optique »Journal of Alpine Research | Revue de géographie alpine [En ligne], 111-2 | 2023, mis en ligne le 02 novembre 2023, consulté le 11 décembre 2023. URL : http://journals.openedition.org/rga/11575

Haut de page

Auteurs

Antoine Rabatel

Université Grenoble Alpes, CNRS, IRD, INRAE, Grenoble-INP, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE, UMR 5001)

Etienne Ducasse

Université Grenoble Alpes, CNRS, IRD, INRAE, Grenoble-INP, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE, UMR 5001)

Victor Ramseyer

Université Grenoble Alpes, CNRS, IRD, INRAE, Grenoble-INP, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE, UMR 5001)

Romain Millan

Université Grenoble Alpes, CNRS, IRD, INRAE, Grenoble-INP, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE, UMR 5001)

Haut de page

Droits d’auteur

CC-BY-NC-ND-4.0

Le texte seul est utilisable sous licence CC BY-NC-ND 4.0. Les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés) sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.

Haut de page
Rechercher dans OpenEdition Search

Vous allez être redirigé vers OpenEdition Search