Les coordonnateurs de ce numéro spécial remercient très chaleureusement les éditeurs du Journal of Alpine research|Revue de géographie alpine, Olivier Vallade et Sébastien Hardy, ainsi que l’éditrice spéciale de ce numéro, Prof. Monique Fort, pour l’ensemble du travail effectué pour rassembler la dizaine de contributions inédites sur les glaciers et le permafrost dans les Alpes. Les coordonnateurs remercient également vivement la vingtaine de relecteurs qui a œuvré pour l’amélioration de ces contributions et Maxime Frezat pour la mise en page.

Coups de chaud sur la haute montagne alpine

1Après les coups de semonce des étés 2003 et 2015 et leur retentissement médiatique, la succession des étés 2022 et 2023 constitue un troisième palier et un coup d’accélérateur évident du réchauffement et de la morphodynamique de la haute montagne alpine. À Chamonix, au pied du mont Blanc, ces quatre années occupent respectivement les troisième, quatrième, première et deuxième positions des saisons les plus chaudes depuis le début des mesures en 1934 (données Météo France). Déjà favorisée par la raideur et la longueur des versants, la morphodynamique des milieux de haute montagne se voit accélérée par un retrait glaciaire et un réchauffement du permafrost inédits (Sommer et al., 2020 ; Magnin et al., 2023). Les témoins les plus visibles en sont les pertes records au niveau des glaciers (plus de 16 m perdus par la Mer de Glace sous le site touristique du Montenvers en 2022 ; données L. Moreau ; plus de 10 % du volume des glaciers suisses perdus en deux ans ; données GLAMOS) et la fréquence des écroulements rocheux affectant le massif du Mont-Blanc, sans équivalent ces dernières décennies (près de 300 en 2022 ; données L. Ravanel). Dans les Alpes italiennes, le nombre de déstabilisations de versants rocheux en haute montagne a doublé en 2022 par rapport à la période 2000-2021 (données Geoclimalp). Désormais, les bouleversements sont même visibles aux plus hautes altitudes, y compris au-dessus de 4000 m, un domaine jusque-là relativement épargné. L’altitude du toit de l’Europe occidentale, mesurée en septembre 2023 à 4805,59 m, n’a jamais été aussi basse depuis le lever topographique du capitaine Jean-Joseph Mieulet en 1863. Nous assistons donc peut-être déjà aux conséquences de l’augmentation des températures qui sont à ces altitudes de plus en plus souvent positives comme le 18 juin 2022 lorsqu’une température de 10,4 °C a été enregistrée au col Major (donnée ARPA VdA) à côté du sommet du mont Blanc, ou comme lors de la récente séquence record de quatre jours consécutifs avec un isotherme 0 °C atteignant et dépassant les 5000 m début septembre 2023. La rapidité des changements climatiques en cours dans les massifs alpins fait du devenir des glaciers et des secteurs à permafrost des préoccupations de plus en plus centrales pour des raisons environnementales, patrimoniales, économiques et sécuritaires (IPCC, 2019). Ces éléments de la cryosphère pourraient quasiment disparaitre du massif alpin d’ici la fin du siècle (Magnin et al., 2017 ; Rounce et al., 2023) avec des conséquences majeures en termes de ressources et de risques.

Une carrière tournée vers la haute montagne et vers les autres

2Après une décennie passée dans l’industrie, une agrégation de Géographie en 1997, une thèse de Doctorat intitulée « Étude géomorphologique des interactions entre écroulements rocheux et glaciers dans la haute montagne alpine : le versant sud-est du massif du Mont-Blanc (Vallée d’Aoste, Italie) » soutenue en 2002, et ces 18 dernières années passées à l’université Savoie Mont-Blanc en tant que Maître de Conférences, Philip Deline fait valoir ses droits à la retraite en même temps qu’est publié ce numéro spécial du Journal of Alpine research|Revue de géographie alpine. Il a fait des glaciers et des parois à permafrost de montagne ses principaux objets de recherche. Depuis un premier article qu’il a publié dans cette même revue en 1998 (L’étagement morphodynamique de la haute montagne alpine : l’exemple du Val Veny, Val d’Aoste, Italie), il a consacré ses recherches à la morphodynamique post-glaciaire de la haute montagne alpine englacée. Le versant italien du massif du Mont-Blanc a été son terrain d’étude de prédilection. Cinq principaux axes de recherche ont été développés au cours des 25 dernières années.

3Le premier concerne les fluctuations des glaciers alpins depuis le Tardiglaciaire, source majeure d’informations paléo-environnementales en montagne. Ces fluctuations sont reconstituées en combinant l’approche géomorphologique des complexes morainiques et des remblaiements sédimentaires, datés par diverses méthodes complémentaires, que ce soit la dendrochronologie, les datations cosmogéniques ou le radiocarbone (Deline, 1999 ; Deline et Orombelli, 2005). Avec la thèse de Doctorat de M. Le Roy, une approche multi-proxies a permis de proposer une chronologie holocène des variations glaciaires dans les Alpes françaises (Le Roy et al., 2015 ; 2017), comparable à celle qui faisait référence jusqu’alors dans les Alpes suisses et autrichiennes (Nicolussi et Patzelt, 2001 ; Holzhauser et al., 2005). Par ailleurs, le premier inventaire des glaciers de l’ensemble des Alpes françaises depuis la fin du Petit Âge Glaciaire a été réalisé durant la thèse de M. Gardent dans le cadre du projet franco-italien GlaRiskAlp (Gardent, 2014).

4Le deuxième axe de recherche traite de la dynamique récente et actuelle des glaciers noirs, c’est-à-dire en partie recouverts de débris rocheux. Philip Deline en a fait l’une de ses spécialités, étudiant la spécificité des fluctuations de leurs fronts, la genèse et le développement de leurs complexes morainiques hypertrophiés, ou les modes d’alimentation en débris, et l’évolution de leur couverture détritique supraglaciaire. Les études géomorphologiques de terrain et diachroniques — à partir de photographies aériennes de la couverture détritique de plusieurs glaciers noirs dont le glacier du Miage et la Mer de Glace (Deline, 2005), ainsi que le petit glacier d’Estelette (Kirkbride et Deline, 2013 ; Deline et Kirkbride, 2017) — ont permis de valider le modèle qui lie l’extension de la couverture au bilan de masse glaciaire via l’alternance de phases dominées par le transport (bilan positif) ou l’ablation (bilan négatif).

5Parallèlement à cette appétence à mieux comprendre la formation des couvertures détritiques, l’enseignant-chercheur a développé un troisième axe de recherche sur les grands écroulements rocheux passés et actuels et leurs interactions avec les glaciers (Deline, 2009 ; Deline et al., 2022). La présence de glaciers modifie en effet les conditions de propagation et de dépôt des écroulements tandis que ces dépôts modifient à leur tour la dynamique glaciaire. L’étude de grands écroulements à travers la datation de leurs dépôts par la méthode des isotopes cosmogéniques produits in situ a permis la reconstitution d’évènements majeurs comme celui de 1717 dans le bassin du glacier de Triolet (Deline et Kirkbride, 2009 ; Akçar et al., 2012 ; Hajdas et al., 2021) ou d’un évènement daté du haut Moyen Âge au glacier de Frébouge (Dieleman et al, 2023). La chronologie des grands écroulements rocheux holocènes sur le glacier de la Brenva est actuellement la plus riche des Alpes, avec sept écroulements majeurs (>1M m³) survenus au cours des derniers 3500 ans (Deline, 2001 ; Deline et al., 2015). De grands écroulements alpins récents, dont certains meurtriers comme celui du Piz Cengalo (Grisons, Suisse) (Walter et al., 2020), viennent rappeler l’importance de ces travaux pour l’évaluation des risques.

6Un quatrième axe de recherche, découlant du précédent, s’intéresse à la fréquence et au volume des écroulements rocheux dans les parois rocheuses de haute altitude. Avec la thèse de L. Ravanel, les écroulements récents (depuis la fin du PAG par comparaison de photographies) et actuels (réseau d’observateurs) ont été étudiés dans le massif du Mont-Blanc (Ravanel et Deline, 2008 ; 2011 ; 2013). Leur distribution temporelle et spatiale montre comment ils affectent, pendant les périodes les plus chaudes, des parois caractérisées par un permafrost tempéré (proche de 0 °C). Ces données ont été complétées par la comparaison diachronique de modèles 3D à haute résolution obtenus annuellement depuis 2005 par balayage laser terrestre sur une douzaine de parois pilotes du massif (Guerin et al, 2020). La thèse de X. Gallach a permis de remonter plus loin dans le temps avec la reconstitution de la fréquence des écroulements qui ont affecté les parois rocheuses du massif du Mont-Blanc depuis plusieurs dizaines de milliers d’années notamment en datant par la méthode cosmogénique plusieurs dizaines de niches d’arrachement (Gallach et al., 2018 ; 2020). Là encore, les périodes chaudes de l’Holocène ont été propices aux déstabilisations rocheuses.

7En parfaite complémentarité avec le précédent, le cinquième axe de recherche traite du permafrost des parois de haute altitude. Philip Deline a été le premier chercheur français à investiguer le permafrost de paroi et les effets de sa dégradation en contexte de changement climatique, impulsant une forte dynamique qui s’est notamment traduite par les projets européens PERMAdataROC et PermaNET. L’axe de recherche s’appuie en particulier sur le dispositif de monitoring très complet développé à partir de 2005 au sommet de l’aiguille du Midi (3842 m), dédié principalement à la caractérisation du régime thermique dans la roche avec de nombreuses collaborations internationales (Magnin et al., 2015a). L’analyse des variations de la température des parois en fonction de leur exposition et dans le temps ou du rôle de la neige sur le régime thermique a été menée avec la thèse de F. Magnin. Un modèle statistique de la température de surface des parois du massif du Mont-Blanc a été réalisé (Magnin et al., 2015b), validé par des mesures géophysiques sur différentes parois du massif (Magnin et al., 2015c). Ces avancées dans la caractérisation du permafrost de paroi ont permis la modélisation de son évolution de la fin du Petit Âge Glaciaire (PAG ; vers 1855) à 2100 (Magnin et al., 2017).

8Au-delà des Alpes occidentales, la passion de Philip Deline pour les hautes montagnes, sa rigueur scientifique et son impressionnante capacité d’observation l’ont conduit à produire des reconstitutions paléoglaciaires dans le sud de l’Altaï russe (Deline et al., 2020, 2023) dans le cadre de collaborations avec des archéologues ou dans le nord de l’archipel des Kerguelen pour des besoins en paléoclimatologie.

9Ce dossier thématique souhaite rendre hommage à la carrière académique de Philip Deline, aux nombreux projets de recherche qu’il a coordonnés lui permettant de développer des travaux reconnus internationalement, à sa production d’une abondante littérature scientifique, à ses activités d’enseignement très diversifiées et toujours appréciées des étudiants, et à ses responsabilités qu’il a assurées avec un profond humanisme. Cet hommage tient en une série de contributions pluridisciplinaires afférents à la principale question de recherche qui l’anime toujours : les effets des changements climatiques passés et actuels sur la cryosphère des versants de montagne. Les travaux sur les paléoenvironnements et les dynamiques actuelles des milieux de haute montagne présentés dans ce numéro participeront à préparer les réponses attendues par la société du point de vue des risques d’origine glaciaire et périglaciaire, de l’état de la cryosphère alpine, ou de la disparition des glaciers.

Les articles

10Les contributions originales réunies au sein de ce numéro spécial sont regroupées selon trois grandes thématiques.

11L’évolution des glaciers durant la fin de l’Holocène est présentée ici au travers du prisme de trois méthodes complémentaires dans le temps : la datation de moraines du PAG par dendrochronologie (Le Roy et al.), l’Art comme source d’information géomorphologique à travers l’étude de la riche production picturale qui caractérise les Alpes au xix^e siècle (Nussbaumer et Zumbühl ; Kirkbride et al.), et enfin la télédétection spatiale qui permet de caractériser finement les changements de la cryosphère sur la période récente (Rabatel et al.).

12Plusieurs méthodes sont utilisées pour dater les variations glaciaires pendant l’Holocène. Parmi elles, la dendrochronologie est la plus performante du fait de sa précision annuelle, voire saisonnière, et de sa fourchette d’utilisation qui couvre une grande partie de notre interglaciaire. La contribution de Le Roy et al. présente les résultats de datations dendrochronologiques contraignant l’extension maximale de deux glaciers de la région d’Arolla (Valais, Suisse) pendant le PAG. Il s’avère d’après les datations obtenues que les deux glaciers ont atteint leur maximum au milieu de la décennie 1810 (entre 1813 et 1816), c’est-à-dire avant que le refroidissement provoqué par l’éruption du mont Tambora ne soit effectif. Lorsque la dendrochronologie ne peut être utilisée, les sources historiques peuvent être mobilisées. Parmi elles, une ressource précieuse a été particulièrement mise à profit dans les Alpes. Il s’agit des nombreuses peintures représentant des sites glaciaires, dont la fidélité est reconnue à partir de la fin du xviii^e siècle. L’un des peintres les plus captivants de cette période du tournant du xix^e siècle est le Genevois Jean-Antoine Linck. L’article de Nussbaumer et Zumbühl dresse un panorama de ses œuvres représentant des glaciers sur la période 1790-1820. L’accent est mis sur la quantification des variations de deux glaciers de la vallée de Chamonix, la mer de Glace et le glacier des Bossons, durant cet intervalle de léger retrait au sein du PAG centré sur 1800, duquel Linck a été un témoin privilégié. À rebours de peintres tels Jean-Antoine Linck ou Samuel Birmann reconnus pour leur représentation fidèle et quasi photographique des paysages, certains artistes contemporains ont peint les mêmes sujets avec une sensibilité bien différente. Le célèbre peintre anglais J.M. William Turner a visité les Alpes plusieurs fois au début du xix^e siècle. Ses œuvres mettent l’accent sur les ressentis de l’artiste face au paysage et sur les forces géomorphologiques à l’œuvre, des processus qui le fascinaient (avalanches, chutes de pierre et de séracs…). Turner cherchait à transmettre au spectateur la signification que le paysage revêtait pour lui, plutôt que son apparence. L’article de Kirkbride et al. propose une nouvelle interprétation de deux tableaux représentant des scènes peintes lors d’un voyage de 1836 sur le versant italien du massif du Mont-Blanc. L’un des tableaux, initialement supposé figurer le glacier de la Brenva, a été relocalisé et représente en réalité le glacier du Miage et le mont Blanc (Val Veny). Le second tableau a été interprété pour la première fois ici comme une représentation postérieure et synthétique de la catastrophe du Triolet de 1717 (écroulement rocheux ayant entrainé une débâcle et la mort de sept bergers dans le Val Ferret italien), qui aurait selon les auteurs laissé des traces dans la mémoire collective et inspiré à Turner sa version réimaginée de l’évènement. Le versant italien du massif du Mont-Blanc (Val Veny) est également l’objet de l’article de Rabatel et al. qui présente l’apport des observations satellitaires dans la quantification de l’évolution de la cryosphère depuis 2000. Les progrès dans ce domaine permettent non seulement de quantifier les pertes de surface et de volume mais également les vitesses d’écoulement des glaciers. À ce titre, un résultat original de cette étude dans un contexte de perte glaciaire est la mise en évidence d’une zone très dynamique dans le bassin d’accumulation de la Brenva avec des vitesses en augmentation. Plusieurs hypothèses sont formulées pour expliquer ce résultat contre-intuitif. Enfin, sur l’ensemble de la zone, les auteurs estiment que la perte de volume glaciaire pourrait atteindre 40 % d’ici à 2050.

13L’évolution thermique du permafrost de montagne depuis la fin du xx^e siècle est abordée à travers deux objets différents : les glaciers rocheux instrumentés dont les séries temporelles offrent une fenêtre unique sur les modalités de dégradation du permafrost dans les terrains sédimentaires de faible pente (Haeberli et al.) et l’évolution des températures sur des sites instrumentés de paroi de très haute altitude dans les Alpes italiennes (Pogliotti et al.) et françaises (Magnin et al.). Sur ce dernier site, les principaux enseignements tirés de l’inventaire des écroulements ayant affecté les hautes parois du massif du Mont-Blanc au cours des 15 dernières années sont présentés. Enfin, une ouverture est proposée à d’autres massifs montagneux de l’hémisphère nord pour évaluer si les résultats acquis sur l’étude du permafrost dans les Alpes et en Scandinavie sont transposables à des contextes climatiques et topographiques différents (Stewart-Jones et Gruber).

14L’étude quantitative du permafrost a commencé dans les Alpes par les glaciers rocheux. Ces formations périglaciaires emblématiques ont fait l’objet de forages dès les années 1980. Ces travaux ont marqué un réel tournant dans la connaissance de leur stratigraphie et des températures affectant le sol gelé en profondeur. Le glacier rocheux de Murtèl-Corvatsch (2670 m, Grisons, Suisse), dont les températures sont mesurées en continu depuis 1987, est à ce titre un site majeur dans les Alpes. L’article de Haeberli et al. revient sur les enseignements de cette série de données sous une forme vulgarisée et accessible à tous (« Questions fréquemment posées sur le permafrost »). L’on y apprend par exemple que l’épaisseur du permafrost alpin dépasse largement la profondeur des forages instrumentés (100 m), profondeur à laquelle les effets du changement climatique des dernières décennies est déjà perceptible. L’étude explique que la température à 15-20 m (profondeur à laquelle les variations saisonnières sont infimes) se réchauffe au même rythme que celle de l’atmosphère (0,8 °C en 35 ans) et que ce réchauffement se propagera en profondeur au cours des prochains siècles, quelle que soit l’évolution climatique future, avec d’importantes implications sur la stabilité des versants concernés. La contribution de Pogliotti et al. présente les résultats d’un monitoring du permafrost (surface et forages profonds) initié il y a 10 à 15 ans sur plusieurs sites de haute altitude (3100-4450 m) de la Vallée d’Aoste (Italie). De la même manière que précédemment, un réchauffement moyen de 0,2 à 0,4 °C par décennie est mesuré en profondeur ainsi qu’un approfondissement de la couche active de 2 m par décennie. Les auteurs mettent l’accent sur le fait que des données comme celles-ci acquises à très haute altitude illustrent un potentiel réchauffement différentiel en fonction de l’altitude (réchauffement qui serait plus important à haute altitude). La contribution de Magnin et al. revient sur les 18 dernières années d’étude du permafrost dans le massif du Mont-Blanc et les perspectives qu’elles ouvrent pour répondre aux enjeux opérationnels, que ce soit dans la planification territoriale, les besoins géotechniques ou la réduction des risques par les pratiquants de la haute montagne. Parmi les questions ouvertes demeure la quantification des infiltrations d’eau et de ses effets dans les parois rocheuses affectées par le permafrost ainsi que la quantification de la teneur en glace de ces terrains. Au cours des dernières décennies, les Alpes et la Scandinavie ont fait l’objet des travaux les plus poussés concernant la caractérisation du permafrost et de son évolution. L’application a priori de ces connaissances à d’autres régions montagneuses du globe comme intrant pour des travaux de modélisation — notamment pour comprendre la relation permafrost/aléas gravitaires — se pose malgré tout. Dans cette optique, Stewart-Jones et Gruber ont développé un cadre méthodologique pour comparer les climats régionaux et mettre en évidence les similitudes et les différences ; l’objectif est d’évaluer dans quelle mesure les connaissances sur le permafrost acquises dans des zones géographiques spécifiques peuvent être transférées à d’autres espaces. En comparant les montagnes de l’Ouest canadien avec les zones affectées par le permafrost en Europe, ils déduisent que l’utilisation des données alpines et scandinaves n’est pas possible au Canada, en raison de l’hétérogénéité plus importante des terrains affectés par le permafrost. Cela plaide donc en faveur de programmes de monitoring locaux afin de caractériser le permafrost à une échelle plus fine au Canada.

15Les risques induits par l’évolution actuelle de la cryosphère sont représentés par deux contributions novatrices. D’une part, tous les écroulements rocheux et de séracs de grande ampleur dont l’occurrence est attestée durant la saison hivernale (Déc-Jan) ont été recensés dans les Alpes italiennes (Chiarle et al.). D’autre part, les risques encourus par les grimpeurs empruntant les deux principales voies d’accès au sommet du mont Blanc ont été quantifiés précisément à l’échelle de plusieurs saisons estivales récentes, en croisant le nombre de passages d’alpinistes sur ces voies (vulnérabilité) et les dangers représentés par les chutes de pierres et de séracs (aléa) qui atteignent ces itinéraires (Ravanel et al.).

16Les écroulements rocheux et de glace affectant la haute montagne sont bien plus rares en hiver que durant les autres saisons, la fréquence maximale intervenant en été (pour la tranche altitudinale >2500 m). En revanche, les évènements hivernaux sont comparativement d’ampleur plus importante que ceux du reste de l’année, en raison de l’incorporation de neige, mais aussi parce que c’est à la fin de l’automne que l’onde de chaleur estivale atteint sa profondeur maximale, pouvant ainsi déstabiliser de grands volumes rocheux. Les évènements hivernaux ont donc une probabilité supérieure d’atteindre des infrastructures, représentant un aléa fort. Bien que l’inventaire proposé par Chiarle et al. comprenne un nombre restreint d’évènements (n=12) ne permettant pas une analyse statistique poussée, il parait raisonnable d’avancer que seule la période récente (depuis 1997) a vu des évènements d’ampleur se produire à haute altitude dans des zones affectées par le permafrost. Cela s’expliquerait par un changement dans le déclenchement des évènements hivernaux, d’un contrôle par les précipitations à un contrôle par la température à partir des années 2000. Les alpinistes sont les principaux pratiquants de la haute montagne et sont les premiers concernés par l’évolution des conditions nivologiques et géomorphologiques des itinéraires empruntés. Comme toit de l’Europe occidentale, le mont Blanc a un statut iconique et est tenté chaque année par des milliers de personnes (> 20 000). Le risque encouru par les alpinistes sur les deux voies principales d’accès à ce sommet, dont la voie normale du Goûter, notoirement accidentogène, a été évalué pour la première fois ici par l’étude de Ravanel et al. Les deux voies ne sont pas exposées aux mêmes types de dangers objectifs : chutes de pierres pour le Goûter et chutes de séracs pour les Trois Monts. La méthodologie novatrice utilisée repose sur le croisement des données issues de capteurs pyroélectriques pour quantifier les passages et de capteurs sismiques pour l’enregistrement des chutes de pierres dans le couloir du Goûter, tandis que la photographie automatique a été utilisée pour les Trois Monts. Les résultats montrent un risque individuel de décès deux fois inférieur pour la voie des Trois Monts que pour le Goûter, risque considéré dans les deux cas comme « tolérable » au regard des seuils d’acceptabilité sociale du risque en France.