1.1 Le domaine périglaciaire et le pergélisol

Le pergélisol ou permafrost se définit comme une portion du sous-sol demeurant sous le point de congélation (en général 0°C). Le pergélisol couvre environ 13 à 18 % des surfaces émergées de l’Hémisphère nord, et occupe environ 4 à 5% du territoire suisse.
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rLe domaine périglaciaire désigne les zones soumises à des conditions climatiques froides, non glaciaires, où l’action du gel et des alternances de gel et de dégel joue un rôle déterminant. On distingue :

  • Le sol affecté par le gel intermittent (journalier et/ou saisonnier) : tranche supérieure du sol gelant pendant l’hiver, et dégelant lors du printemps et de l’été suivant. La profondeur varie selon l’intensité et la durée du gel, de quelques centimètres à 3 ou 4 mètres. Synonymes : gélisol.
  • Le pergélisol (gel permanent) : horizon de subsurface d’épaisseur variable (de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres), gelé en permanence ou qui ne dégèle pas pendant au moins une année entière. Le sommet de la tranche gelée (appelé toit du pergélisol) est généralement surmonté d’un horizon affecté par un dégel estival limité – la couche active – de quelques centimètres à quelques mètres, épaisseur selon les années. Le flux géothermique (d’environ 1-3°C par 100 m) limite le gel à la base du pergélisol (fig. 1).

Le pergélisol, un phénomène thermique

Le pergélisol (ou permafrost en anglais) est un phénomène purement thermique, qui affecte tous les types de roches ou de sédiments. Le mot « glace » n’apparaît volontairement pas dans la définition : il n’y a en effet pas forcément de la glace dans le pergélisol! De plus, un pergélisol étant par définition essentiellement « caché » sous la surface du sol, il est très rare de pouvoir l’observer directement. Des formes du paysage comme les glaciers rocheux trahissent néanmoins sa présence (fiche pergélisol 4.1).

Où trouve-t-on du pergélisol ?

Le pergélisol se retrouve à haute latitude (pergélisol circum-polaire, fig. 2) et à haute altitude (pergélisol de montagne). Il recouvre environ 13 à 18 % de la surface terrestre émergée (essentiellement en Alaska, au Canada et en Sibérie). Le pergélisol circum-polaire occupe de vastes étendues dans la toundra (fig. 3) et dans les forêts boréales (taïga) (fig. 4).

Dans les Alpes suisses, le pergélisol se retrouve en moyenne au-dessus de 2’500 m d’altitude environ et concerne potentiellement 4 à 5% du territoire, une surface deux fois plus grande que celle couverte par les glaciers (fiche pergélisol 1.7). La couche active est de l’ordre de 2 à 5 mètres, mais peut varie annuellement selon la température de l’air, la durée de l’enneigement, l’épaisseur du manteau neigeux et la teneur de glace du sous-sol. L’épaisseur du pergélisol est en moyenne de 20 à 60 mètres. Cependant, dans le massif du Mont-Rose (VS), le sol peut être gelé jusqu’à 500 m de profondeur.

En raison de différences de fonctionnement thermique (liées à l’importance des facteurs de contrôle, (fiche pergélisol 1.3) et d’évolution, il convient de distinguer trois types de terrains pouvant contenir du pergélisol (fig. 5 & 6) :