Découverte et sciences

Améliorer notre connaissance du manteau neigeux permet d’anticiper les changements à venir dus à la diminution de l‘enneigement à cause du réchauffement du climat des Alpes. Dans ce contexte, l'une des principales préoccupations concernant les écosystèmes et les communautés alpines consiste à comprendre comment l'évolution des conditions d'enneigement va influencer la disponibilité en eau dans les bassins versants qui, jusqu'à présent, dépendaient fortement de la fonte nivale. Le projet CryHyAlps vise à relever ce défi et mieux comprendre les contributions du manteau neigeux aux débits des rivières dans les hauts bassins versants des Alpes françaises. La thèse d'Elise Navarre, doctorante à l'institut des géosciences de l'environnement (IGE) encadrée par les chercheuses Delphine Six et Giulia Mazzotti, s’inscrit dans ce projet financé par INRAE.

Des missions de "cartographie" du manteau neigeux

La connaissance du stock d’eau retenu par le manteau neigeux passe notamment par l’étude de la quantité de neige tombée au cours de l’hiver et accumulée au sol, à différents endroits et moments de l’hiver. Divers processus, tels que le transport par le vent et l'ombrage du relief, rendent le manteau neigeux extrêmement variable dans l'espace. C'est pourquoi les mesures provenant d'une seule station météorologique ne suffisent pas pour obtenir une image complète des ressources en eau stockées à l'échelle de l'ensemble d'un bassin versant.
  Les vols de drone, couvrant une superficie aussi vaste que possible, sont effectués par un binôme de télépilotes de la plateforme drone de l’IGE. Les images peuvent ensuite être assemblées et converties en un modèle 3D du terrain enneigé. L'équipe de recherche reviendra cet été pour refaire les mêmes vols. En comparant les modèles de terrain enneigé à celui sans neige, ils pourront obtenir des cartes de l'épaisseur de neige aux moments des missions hivernales. 

La photogrammétrie par drone nécessite que les images soient géoréférencées avec précision. Pour ce faire, une autre équipe se charge de répartir des cibles optiques au sol dans les zones survolées et d'en enregistrer la position à l'aide d'un GPS différentiel. Aux mêmes endroits, l'équipe fait des mesures de densité de la neige à l'aide d'un carottier avec lequel la neige est prélevée, mesurée et puis pesée. Les données de densité de la neige sont indispensables pour convertir son épaisseur, mesurée par le drone, en équivalent en eau, c'est-à-dire la quantité d'eau stockée dans le manteau neigeux. La densité de la neige varie beaucoup moins d'un endroit à l'autre que la hauteur de neige, ce qui explique pourquoi quelques mesures par mission suffisent. En revanche, cette densité varie considérablement au cours d'une saison.

Faire le lien entre les données de terrain et les modèles numériques

Par la suite, ces observations servent notamment de référence pour la calibration de modèles numériques qui simulent l’évolution du manteaux neigeux. Ces modèles sont indispensables aux scientifiques pour quantifier l'état du manteau neigeux là où aucune observation n'est disponible, ou pour prévoir son évolution future. La quantité de neige au sol et ses propriétés, telles que la densité ou la température, varient en fonction des conditions météorologiques. Les données de terrain servent donc principalement à tester le modèle et à identifier les points à améliorer.

Le vallon de Roche Noire, un site idéal pour cette recherche

En plus des données de neige existantes, le site du vallon de Roche Noire dispose de données météorologiques qui permettent d'alimenter le modèle avec des données fiables. Grâce aux données de débits à l’exutoire du bassin acquises par l'équipe du jardin du Lautaret l'équipe de l'IGE pourra également étudier le lien entre la fonte nivale et le débit des cours d'eau.