12.11.2025 | Jochen Bettzieche | SLF News
Au Cervin, les recherches du SLF montrent comment l'eau de fonte peut entraîner une instabilité de la roche du pergélisol, une conséquence du changement climatique.
- Le changement climatique déstabilise la roche: l'eau de fonte fait fondre le pergélisol et déstabilise la roche.
- L’exemple concret du Cervin: un piton rocheux s'est effondré en 2023 après des années d’infiltration d'eau.
- La recherche au SLF: des mesures à long terme et un modèle montrent comment l'eau déclenche des éboulements rocheux.
Lorsque l'eau s'infiltre dans les fissures rocheuses du pergélisol, elle emporte de la chaleur en profondeur et entraîne le dégel de la roche gelée. Les chercheurs du SLF ont étudié, à partir d'un événement marquant, les processus qui déstabilisent la roche jusqu'à son effondrement: le 13 juin 2023, un piton rocheux isolé s'est effondré sur l’arête du Hörnli, l'accès le plus connu au Cervin. Environ 20 mètres cubes de roche se sont effondrés. Heureusement, il n’y a pas eu de blessés. Pendant des années, lors de la fonte des neiges, de l'eau s'est infiltrée sous le piton rocheux, provoquant le début du dégel, la fragilisation et ainsi la déstabilisation progressive de la roche. «Le changement climatique accélère ces processus qui sont désormais des facteurs largement répandu expliquant l'augmentation de la fréquence des chutes de pierres au sein du pergélisol des hautes Alpes», explique Samuel Weber, chercheur au SLF.
Réaction en chaîne dans la roche ¶
Pendant neuf ans, les chercheurs ont observé et mesuré le piton rocheux. L'élément le plus important était un récepteur GNSS (voir encadré). Grâce à cet appareil, ils ont pu enregistrer chaque mouvement du piton avec une précision millimétrique. Ils ont comparé cette série de mesures avec, entre autres, des signaux sismiques (voir encadré), des images prises par une caméra à intervalles réguliers et des relevés laser. À partir d'échantillons de roche prélevés sur l’arête du Hörnli, ils ont rapporté le piton rocheux au laboratoire dans le cadre d'une coopération internationale. «Le dégel réduit considérablement l'angle de frottement critique à partir duquel une masse rocheuse commence à se déplacer», a ainsi découvert Samuel Weber. Il a transposé ces résultats dans un modèle informatique. Ce fut un succès puisque la simulation a reproduit à l'identique les mouvements mesurés sur le Cervin.
Trois phénomènes augmentent l'instabilité. Le changement climatique provoque la fonte de la glace présente dans le pergélisol et qui scellait auparavant la roche. L'eau peut ainsi s'infiltrer en profondeur, exerçant une pression sur la roche. Parallèlement, l'eau réchauffe le sous-sol. C’est une réaction en chaîne: le pergélisol et la glace fondent encore plus rapidement, ce qui permet à l'eau et donc à la chaleur de s'infiltrer encore plus profondément. «De plus, la friction au niveau de la brèche s’en trouve réduite de près de 50 %, ce qui fragilise encore davantage la roche», explique Samuel Weber.
GNSS, qu’est-ce que c’est?
Les systèmes satellites GNSS, permettent de localiser avec précision des positions sur Terre. Ce terme générique désigne des systèmes tels que le GPS américain et son équivalent européen Galileo. Chacun est composé de nombreux satellites qui transmettent leur position exacte depuis leur orbite vers la surface de la Terre. Un récepteur, tel que le système de navigation d'une voiture, détermine sa position avec précision en combinant les signaux de plusieurs satellites.
Dix jours avant l'effondrement ¶
Sur l’arête du Hörnli, l'interaction de ces phénomènes était particulièrement frappante. Pendant des années, le piton rocheux s'est lentement incliné, mais à partir de 2022, son mouvement s'est accéléré. «Des images prises à intervalles réguliers montrent une nette accélération du phénomène au cours des 10 jours précédant l'effondrement en juin 2023», explique Samuel Weber. Parallèlement, trois sismomètres situés à proximité ont fourni des indications sur la dynamique de l'effondrement imminent. «Les données météorologiques et les températures du pergélisol indiquent que l'infiltration d'eau a provoqué un dégel rapide et temporaire en profondeur, jouant un rôle décisif dans la suite des événements», explique Samuel Weber.
Les mesures sismiques, qu’est-ce que c’est?
Des appareils sensibles, appelés sismomètres, enregistrent les mouvements qui traversent le sol sous forme d'ondes. À l'instar d'un médecin qui écoute les bruits à l'intérieur du corps humain à l'aide d'un stéthoscope, les chercheurs obtiennent, grâce à des mesures sismiques, des informations sur ce qui se passe dans le sous-sol. Cela leur permet non seulement d'analyser les tremblements de terre, mais aussi les avalanches et les glissements de terrain, et même, dans certains cas, de donner l’alerte suffisamment tôt.
Afin de mieux évaluer le risque de chutes de pierres au sein du pergélisol, Samuel Weber souhaite approfondir l’étude de l'interaction entre la température, l'eau et la glace dans la roche gelée ainsi que leurs effets mécaniques. Pour cela, il a besoin de données supplémentaires: «Nous nous concentrons désormais sur le rôle de l'eau en combinant différentes méthodes de mesure.»
Qu'est-ce que ... le permafrost ?
Le permafrost est un sol tel que la roche, l'éboulis ou la moraine, qui présente en permanence des températures inférieures à 0°C et qui est donc gelé en permanence. Environ cinq pour cent de la surface de la Suisse est constituée de permafrost, généralement dans des éboulis et des parois rocheuses froides et de haute altitude, au-dessus de 2500 mètres.
Liens ¶
L'étude Progressive destabilization of a freestanding rock pillar in permafrost on the Matterhorn (Swiss Alps): Hydro-mechanical modeling and analysis peut être téléchargée ici (en anglais).
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Droits d'auteur ¶
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