Un glacier rocheux actif est un corps sédimentaire meuble qui subit une déformation continue du mélange glace-roche qu’il contient. Ce processus de fluage d’un glacier rocheux (ou « fluage du pergélisol ») se traduit par un flux cohésif se développant des racines jusqu’au front du glacier rocheux (fig. 1). Cependant les mouvements ne sont pas uniformément répartis aussi bien à la surface qu’à l’intérieur du glacier rocheux. Ainsi dans un glacier rocheux, la majeure partie de la déformation a lieu dans une couche de quelques mètres d’épaisseur – appelée horizon de cisaillement – située à une profondeur d’environ 20 mètres, variant cependant d’un glacier rocheux à l’autre (fig. 2 & 3). Cet horizon se situe à l’intérieur du glacier rocheux et non pas à sa base en contact avec le substrat rocheux.
De nombreux paramètres influencent la dynamique d’un glacier rocheux :
- Pente topographique : par l’effet de la gravité, lorsque l’inclinaison du terrain est importante, la vitesse de déplacement du glacier rocheux est élevée et l’horizon de cisaillement est situé à moindre profondeur. L’inverse est de mise lorsque la pente topographique est faible (vitesse peu élevée et horizon de cisaillement profond).
- Quantité de glace : la glace donne une certaine consistance et une certaine viscosité à du matériel qui n’aurait aucune cohésion à l’état non gelé. La mise en mouvement nécessite une sursaturation en glace (cf. fiche pergélisol 1.8). Cependant, il n’existe pas de lien direct entre la teneur en glace et la vitesse de déplacement du glacier rocheux.
- Influence thermique : lorsque la température s’élève et se rapproche du point de fusion, la glace se déforme plus facilement et la teneur en eau liquide dans le corps gelé du glacier rocheux augmente. L’inverse a lieu lorsque la température s’abaisse. Les variations de vitesse des glaciers rocheux sont ainsi en grande partie la conséquence des changements de température du pergélisol qu’ils contiennent (cf. fiche pergélisol 4.5). A pente égale, les glaciers rocheux dont la température est proche de 0°C se déplacent plus rapidement que les glaciers rocheux froids (cf. fiche pergélisol 1.2). Lorsque la température du pergélisol est inférieure à environ -3 à -5°C, le processus de fluage n’a pas lieu.
- Présence d’eau non gelée : en raison de la pression, il existe toujours une certaine proportion d’eau à l’état liquide dans le corps gelé d’un glacier rocheux. Cette proportion augmente rapidement lorsque la température se rapproche de 0°C, ce qui facilite une accélération des mouvements. L’eau liquide agit de différentes manières sur le mouvement d’un glacier rocheux : pression hydrostatique, diminutions des forces de cohésion interne, lubrification de plans de cisaillement, rôle sur la préservation et la quantité de la glace dans le pergélisol, etc. Les écoulements d’eau liquide à l’intérieur d’un glacier rocheux peuvent avoir lieu à l’intérieur de la couche active (écoulement supra-pergélisol), dans le corps du pergélisol (écoulement intra-pergélisol) ou à la base du corps gelé (écoulement sub-pergélisol) (fig. 4 & 5). En fonction de la topographie, l’existence d’aquifère sous le glacier rocheux est également possible comme cela a été montré au Mùrtel-Corvatsch en Engadine (GR). Les connaissances concernant l’hydrologie des glaciers rocheux et son impact sur leur dynamique sont cependant encore peu connues.
Fig. 1 – Vitesses de déplacement de blocs situés à la surface du glacier rocheux du Petit Vélan entre le 8 août 2005 et le 31 juillet 2007 (adapté de Delaloye & Morard, 2010).
Fig. 1 – Vitesses de déplacement de blocs situés à la surface du glacier rocheux du Petit Vélan entre le 8 août 2005 et le 31 juillet 2007 (adapté de Delaloye & Morard, 2010).
Fig. 2 – Déformation horizontale, mesurée en forage, du glacier rocheux du Muragl (Engadine, GR) (adapté de Arenson et al., 2002).
Fig. 2 – Déformation horizontale, mesurée en forage, du glacier rocheux du Muragl (Engadine, GR) (adapté de Arenson et al., 2002).
Figure 3 – Image webcam du front du glacier rocheux actif de Tsarmine du 14 mai 2020. La zone de cisaillement est rendue visible par l’avance des sédiments gelés du glacier rocheux qui forment un petit « surplomb » au niveau de la rupture de pente (source : UNIL/UNIFR; image webcam en direct.
Figure 3 – Image webcam du front du glacier rocheux actif de Tsarmine du 14 mai 2020. La zone de cisaillement est rendue visible par l’avance des sédiments gelés du glacier rocheux qui forment un petit « surplomb » au niveau de la rupture de pente (source : UNIL/UNIFR; image webcam en direct).
Fig. 4 – Modèle simplifié du fonctionnement hydrologique d’un glacier rocheux (source : Jones et al. 2019, adapté).
Fig. 4 – Modèle simplifié du fonctionnement hydrologique d’un glacier rocheux (source : Jones et al. 2019, adapté).
Figure 5 – Source au front du glacier rocheux du Dirru (Mattertal) traduisant un probable écoulement intra-pergélisol. Le débit d’écoulement y est particulièrement important durant la période de la fonte des neiges ou durant des périodes de précipitations prolongées (photo : S. Morard, 19 juin 2012).
Figure 5 – Source au front du glacier rocheux du Dirru (Mattertal) traduisant un probable écoulement intra-pergélisol. Le débit d’écoulement y est particulièrement important durant la période de la fonte des neiges ou durant des périodes de précipitations prolongées (photo : S. Morard, 19 juin 2012).