Le climat des Alpes a toujours connu des fluctuations naturelles au cours de son histoire, mais les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère bouleversent son évolution depuis le début de l’ère industrielle. En moins de 150 ans, la température de l’air à l’échelle mondiale a augmenté d’environ 1°C. Ce chiffre masque de fortes inégalités spatiales. Dans les régions montagneuses de tous les continents, l’augmentation est beaucoup plus significative. Dans les Alpes du Sud, la hausse est proche de 2°C. Ce réchauffement qui se renforcera inéluctablement ces prochaines décennies, si les émissions de gaz à effet de serre ne diminuent pas, joue un rôle fondamental sur la nature et l’homme. Pour mieux appréhender l’ampleur du changement climatique dans les Alpes du Sud, des réponses sur l’évolution du climat et ses effets sont apportées dans ce premier chapitre. Ces connaissances scientifiques complètent celles publiées dans le cahier thématique Climat et changement climatique en région Provence-Alpes-Côte d’Azur en mai 2016.

Les Alpes du Sud n’échappent pas au réchauffement global mesuré depuis le début du XXème siècle. Ainsi, sur la période 1959-2009, une augmentation des températures moyennes annuelles d’environ 0,3°C par décennie est constatée. Cette hausse est inégalement répartie selon la saison. Le réchauffement est plus marqué en été avec une hausse de 0,4 à 0,5°C par décennie. L’augmentation du nombre de journées où la température dépasse 30°C en vallée est également importante (Figure 2). À Embrun, sur la période 1960-1980, la moyenne annuelle de jours où la température maximale dépassait ce seuil était bien inférieure à 10 jours, alors qu’à partir des années 2000, les 20 jours sont dépassés, avec 5 années excédant les 30 jours (année record 2003 : 53 jours).

Cette tendance à la hausse est plus modérée en hiver (0,1°C par décennie) et en automne (0,2°C par décennie). C’est pour cette raison que la diminution du nombre de jours de gel, nettement détectable en altitude, est moins spectaculaire dans les vallées : vers 1500 mètres d’altitude, on passe d’environ 150 jours par an dans les années 60 à un peu moins de 130 jours actuellement.

L’enneigement dans les montagnes d’Europe dépend directement des variations du climat. En effet, le manteau neigeux est fortement influencé par plusieurs variables météorologiques dont la température et les précipitations. Le manteau neigeux réagit doublement aux fluctuations de la température : cette dernière gouverne la phase des précipitations, c’est-à-dire la part relative de pluie et de neige, et est fortement liée à la vitesse de fonte du manteau neigeux. Comme ces deux effets vont dans le même sens, le manteau neigeux est très sensible aux variations de la température, notamment à la limite altitudinale pluie-neige qui correspond peu ou prou au niveau de l’isotherme 0°C en moyenne hivernale.

À titre d’illustration, la Figure 4 représente la variation en pourcentage de l’épaisseur moyenne de la neige en hiver (décembre à avril) dans le massif du Mercantour à 1200 m et 2700 m d’altitude, en fonction de l’incrément de la température mondiale depuis l’époque préindustrielle (1850-1880).

La Figure 4 montre que l’évolution du manteau neigeux est relativement linéaire en fonction de l’accroissement de la température mondiale, et dépend peu, pour un réchauffement donné, de la période temporelle (début, milieu ou fin de siècle) ou du scénario de concentrations de gaz à effet de serre (RCP 2.6, RCP 4.5 et RCP 8.5 : de l’optimiste au pessimiste). Néanmoins, cette réponse varie en fonction de l’altitude, du fait des conditions météorologiques et notamment des températures : à plus haute altitude, le froid étant plus marqué, un même niveau de réchauffement n’aura pas le même effet, car il se traduira par un impact plus limité sur les variations de phase des précipitations.

Le Tableau 1 représente une synthèse de la réponse des caractéristiques du manteau neigeux dans les massifs du Mercantour et du Champsaur en fonction de l’augmentation de la température moyenne mondiale, par rapport à la période de référence 1986-2005. Ces tendances de fond, qui diffèrent selon l’altitude et le massif, se superposeront à l’avenir à la forte variabilité interannuelle des conditions d’enneigement qui continuera à prévaloir.

Les glaciers de montagne constituent l’un des plus sensibles marqueurs naturels de l’évolution du climat. Actuellement, les glaciers, quasiment tous en phase de récession dans le monde, sont même parfois décrits comme des icônes du changement climatique. L’évolution des glaciers est conditionnée par celle des conditions climatiques locales, régionales et globales. Le volume du glacier dépend de l’accumulation de neige à sa surface qui contribue à apporter de la masse, et la perte de neige et de glace, principalement par fusion, qui contribue à soustraire de la masse. Le bilan de masse annuel, représentant la somme de ces deux termes pour une année, dépend donc directement des conditions météorologiques au cours d’une année. De ces variables météorologiques annuelles enregistrées par le glacier dépendra sa dynamique, c’est-à-dire un ajustement de sa vitesse, sa longueur et son épaisseur.

Prévoir le futur des glaciers nécessite de disposer de longues séries d’observations qui permettent notamment de déterminer leur sensibilité au climat. Dans les Alpes du Sud, ces séries d’observations de long terme du bilan de masse concernent le glacier Blanc (Figure 5), situé dans les Écrins et suivi depuis 1999. Les observations montrent que, sur la période 1999-2016, le glacier Blanc présente une perte de masse cumulée de -11,53 m d’équivalent en eau, ce qui correspond à retrancher près de 13 m de glace en moyenne sur l’ensemble de sa surface (4,8 km² en 2014). Naturellement, cette perte est plus importante à basse altitude.

Les glaciers alpins n’ayant actuellement pas de zones d’accumulation au-delà de 3500 m d’altitude seront amenés à disparaitre d’ici la fin du XXIème siècle. Dans le massif des Écrins, sur les 256 glaciers ou fragments de glaciers (fragmentation favorisée par le retrait glaciaire contemporain), seuls 25 d’entre eux ont une altitude dépassant ce seuil altitudinal. Il est donc hautement probable que seuls ces derniers seront encore présents à la fin du siècle. Durant la période d’extension maximale du Petit Âge glaciaire (vers 1850), la superficie des glaciers dans les Écrins atteignait 170 km². En 2015, date du dernier inventaire réalisé à partir d’images prises par le satellite européen Sentinel-2, la superficie des glaciers des Écrins couvrait 59 km². La perte de surface des glaciers dans le massif des Écrins, comme dans tous les massifs alpins, tend à s’accélérer depuis les années 2000. Elle a quasiment triplé entre 1980-2000 et 2000-2015.

D’après des modèles récents (Figure 7), le permafrost occuperait entre 180 et 250 km² dans les Alpes du Sud (Alpes-de-Haute-Provence, Hautes-Alpes, Alpes-Maritimes), affectant essentiellement des glaciers rocheux, des éboulis et des moraines situés au-dessus de 2500 m d’altitude en ubac, 2800 m en adret. Les parois rocheuses contiendraient du permafrost à partir de 3000-3500 m, altitude à laquelle se rencontrent les glaciers suspendus. Au total, dans les Alpes du Sud, 1500 glaciers rocheux environ sont recensés, dont 200 dans les massifs de l’Oisans et des Écrins.

Les mesures de températures effectuées depuis 2009 dans le forage profond (100 m) des Deux-Alpes (Isère, 45° Nord), à plus de 3000 m d’altitude, révèlent une température de l’ordre de -1,3°C à 30 m de profondeur. Ainsi, la majorité du permafrost des Alpes du Sud est probablement en cours de dégradation, avec une fonte plus ou moins avancée de la glace. Dès lors, quels sont les impacts de cette dégradation du permafrost dans les Alpes du Sud sur les différents versants ? Tout d’abord, concernant le permafrost de paroi rocheuse essentiellement restreint au massif des Écrins, le dégel des parois rocheuses lors des épisodes de canicule, comme dans le massif du Mont-Blanc, favorise le déclenchement des éboulements, en provoquant la fonte de la glace qui jouait le rôle de ciment. Pour les glaciers rocheux, les mesures réalisées depuis le début des années 80 dans la combe de Laurichard mettent en évidence une augmentation des vitesses d’écoulement du glacier rocheux, 2016-2017 étant l’année record. Ce constat est le même dans l’ensemble des Alpes.

Les glaciers rocheux sous surveillance

Outre l’intérêt paysager, les glaciers rocheux intriguent par leur instabilité constatée ces dernières années (Figure 8). Ainsi, sous l’influence du réchauffement climatique, la vitesse des glaciers rocheux a tendance à augmenter, parfois jusqu’à la rupture, et est à l’origine de risques émergents. La problématique de l’eau relâchée par la fonte des glaciers rocheux est aussi très débattue, surtout dans les montagnes arides, comme les Andes centrales, où elle s’avère cruciale.

Les scientifiques s’accordent sur la naissance des glaciers rocheux après le retrait des grands glaciers de l’ère Quaternaire (il y a environ 10 à 15 000 ans), mais les avis sont plus partagés sur leur origine. La formation de la glace découlerait soit de processus dits « périglaciaires », c’est-à-dire au sein même du sol gelé, soit de l’enfouissement d’un glacier « normal » sous les débris rocheux.

Situé dans le massif du Combeynot proche du col du Lautaret, le glacier rocheux de Laurichard (Figure 9) est l’un des mieux documentés au monde. En effet, les variations annuelles de ses vitesses d’écoulement sont enregistrées depuis 1984. Les mesures, historiquement réalisées à partir de relevés topographiques sur une trentaine de blocs marqués, sont désormais affinées grâce aux nouvelles technologies (laser scanner, lidar, drone...).