Des chercheurs de l’EPFZ ont développé une méthode inédite pour calculer le volume des glaciers. En Suisse, ceux-ci occuperaient 65 km3 en 2009, contre 89 pour le lac Léman. Cet outil permet de mieux décrire la fonte des glaces éternelles: l’on sait par exemple que les glaciers suisses ont perdu 9 km3 de glace ces dix dernières années
«Si les glaciers reculent, la montagne finira par se rendre», a joliment imagé l’écrivain-voyageur français Sylvain Tesson. Les Alpes ne capitulent pas encore, mais dévoilent aujourd’hui un peu plus de leurs confins intérieurs: des glaciologues de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) ont mis au point une méthode permettant de dessiner le lit rocheux supportant les glaciers et, partant, de quantifier leur volume. Ainsi en Suisse, ces mers de glace, réunies, occuperaient un cubage moindre que celui du lac Léman!
Ce pas est significatif dans l’étude de la cryosphère alpine soumise aux changements climatiques, qui reposait jusque-là surtout sur des données en deux dimensions des glaciers ainsi que sur leurs bilans de masse. A savoir la différence entre les précipitations reçues et les quantités de glaces perdues par fonte. Les données les plus récentes de ce genre, concernant la période 2007-2008, ont été communiquées en avril par l’Académie suisse des sciences naturelles: «Les évaluations sont terminées pour 88 des quelque 100 glaciers [choisis]: 82 ont continué de diminuer de longueur, deux sont restés inchangés, et quatre ont légèrement progressé. Les valeurs mesurées, situées en grande majorité entre -25 et 0 m, confirment une fois de plus le recul persistant observé les années passées.»
Or de telles informations, aussi cruciales soient-elles pour rendre compte, visuellement surtout, des effets d’une hausse des températures, restent incomplètes tant que les volumes de glaces sont indéterminés. «Il existe bien une méthode d’estimation empirique, mais elle est très grossière. Et les mesures directes sont laborieuses, pas reproductibles partout, et restreintes en nombre», souligne Martin Funk.
Avec son équipe, ce professeur de glaciologie de l’EPFZ s’est replongé dans ses manuels de physique pour mettre au point une nouvelle approche. Qui se base, au final, sur trois paramètres: la forme du glacier, la topographie de sa surface, ainsi que la répartition superficielle du bilan de masse, qui décrit donc des variations d’épaisseur. «La subtilité consiste à prendre une coupe verticale du glacier, ce qui se visualise en surface par une ligne droite reliant deux points de ses «rives». En considérant la quantité de glace qui se trouve en amont de cette ligne, et en appliquant des lois de dynamique des fluides, on connaît le débit de glace à travers cette section. On peut alors calculer la surface de cette coupe, autrement dit déterminer à quelle profondeur doit se trouver le socle rocheux pour que, précisément, ce débit soit possible. On répète ce processus du haut en bas du glacier, pour enfin trouver son volume.»
Afin de valider leur stratégie, les chercheurs l’ont éprouvée sur des glaciers dont la topographie du sous-sol avait été mesurée à l’aide de sondages radars, comme celui du Rhône (voir infographie). Martin Funk admet qu’il existe une marge d’erreur (jusqu’à 25%) entre les résultats des calculs et la réalité. «Il s’agit dans ces cas de l’estimation d’une épaisseur locale. Mais si l’on considère l’entier du glacier, la précision est meilleure», jure-t-il.
Après l’avoir publiée dans le Journal of Glaciology , les scientifiques ont appliqué leur méthode à 62 glaciers suisses dont la surface dépasse 3 km2. Un travail paru, cette fois, dans la revue Global and Planetary Change. Au final, le volume de l’ensemble des glaciers suisses vaut environ 65 km3 en 2009. Grâce à de précieuses archives, les scientifiques ont fait le même calcul pour l’état des lieux en 1999: 74 km3! «En dix ans, nos glaciers ont donc perdu 9 km3 de glace, soit 12% de leur volume.» Et rien qu’en 2003, année de canicule, 2,6 km3 de glace ont fondu. Par comparaison, le lac Léman a un volume d’eau estimé à 89 km3.
Cette méthode a aussi permis de montrer que le volume des glaciers suisses déterminé empiriquement en 1973 (entre 67 et 74 km3) avait été sous-estimé, indique Martin Funk. Mais le glaciologue préfère se tourner vers le futur. Un avenir qui ne devrait pas voir s’inverser la tendance actuelle, les climatologues voyant les températures moyennes dans les Alpes augmenter de 1,8°C en hiver et 2,7°C en été d’ici 2050. «Ce qui est intéressant avec notre méthode, c’est qu’elle permet de faire des projections sur les volumes des glaciers en fonction des scénarios climatiques. Ainsi, même dans le pire des cas, celui du Rhône ne va pas disparaître d’ici à 2100. Mais il se retirera fortement. Notamment à cause des effets rétroactifs: le mercure monte, le glacier s’écoule plus vite et s’amincit, perd de l’altitude, et fond plus rapidement.»
Spécialiste en volumétrie des glaciers, Etienne Berthier, glaciologue du Centre national français de la recherche scientifique (CNRS), s’avoue convaincu: «La méthode est scientifiquement pertinente. Le volume était la donnée qui manquait pour modéliser l’évolution des glaciers. Mes homologues suisses ont fait un gros travail de validation. Restera à vérifier si cet outil est utilisable là où la morphologie du sol est différente, là où ce sont de petites calottes qui produisent la glace de leurs glaciers, comme en Islande ou au Spitzberg.»
Pour l’heure, les glaciologues de l’EPFZ ne se sont penchés, c’est vrai, que sur la cryosphère helvétique. «Mais, en principe, cette méthode peut être appliquée ailleurs, dans les Andes, l’Himalaya, voire au Groenland», répond son co-inventeur Martin Truffer, glaciologue à l’Université de Fairbanks (Alaska), et spécialiste de l’inlandsis septentrional. Car plus que dans les Alpes, c’est bien là-bas que se trouvent les enjeux majeurs liés à la fonte des glaces terrestres.
