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Tous les ans, les cascades de glace attirent jusqu’à 10.000 amateurs d’escalade en France. Ces cascades d’eau gelée peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres, suspendues en haut d’une falaise et/ou appuyées sur un socle, collées ou décollées de la roche, de degrés de transparence différents, de couleur blanche, bleue ou noire…

Pour écouter l'émission, cliquez ici. Invités: Maurine Montagnat, physicienne et chargée de recherche au CNRS, François Damilano, guide de haute montagne et glaciairiste, et Luc Moreau, glaciologue et docteur en géographie alpine.

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Un champ de recherche d’abord empirique

Les cascades de glace ont d’abord été objet de recherches empiriques, visant à minimiser les risques d’accidents sportifs (on compte en moyenne une douzaine d’accidents graves par an en France).

C’est dans cet objectif que des sites d’information comme ice-fall.com dédient des rubriques entières à l’étude de la glace. La typologie d’Ice-fall.com distingue par exemple entre « la coulée », une cascade dont la faible inclinaison invite à des excursions en famille, ou « la colonne », une cascade décollée de la roche qui repose sur sa base. Le site présente également des tableaux de températures mesurées au cours de six hivers consécutifs : en les mettant en rapport avec l’(im)praticabilité des cascades, il tente de comprendre la formation de celles-ci.

D’autres sites sportifs comme le site d’escalade squamishrock.com décrivent les différents types de glace en mettant en avant leur qualité. Ce site américain souligne par exemple l’importance de la quantité d’eau qui détermine l’épaisseur et l’inclinaison de la chute. Il explique aussi le rôle des températures dans la formation des cascades. Le site ice-fall.com parle également de qualité et appelle les sportifs à évaluer non seulement l’épaisseur, mais aussi la transparence et les couleurs de la glace.

2010 : l’année de la première étude scientifique

Jusqu’en 2006, les cascades de glace n’étaient ainsi connues que de manière empirique par les guides de montagne et les centres de sports extrêmes. Ces derniers ont souhaité bénéficier d'une formation scientifique sur ce phénomène.

La Fondation d'entreprise Petzl est à l'origine de la première étude scientifique sur les cascades de glace. L'entreprise grenobloise de matériel d'assurage en parroi et en acrobatie a contacté le Laboratoire de glaciologie et de géophysique de l’environnement (LGGE) à Grenoble : Maurine Montagnat et Jérome Weiss ont accepté de partir à la découverte scientifique de ce phénomène éphémère. Leurs étudiants et deux guides de renommée, François Damilano et Didier Lavigne, les ont accompagnés dans l'aventure. Luc Moreau, glaciologue indépendant, formateur à l'ENSA (Ecole nationale de ski et d'alpinisme), et administrateur de la fondation Petzl, s'est également joint à l'équipe.

Entre 2006 et 2009, l’équipe a étudié trois cascades en particulier, dont deux en France (Mont-Blanc) et une en Italie. Chaque hiver, elle effectuait deux sorties par mois. Vu la nouveauté du sujet, il a fallu concevoir un protocole et des outils de recherche originaux. Accrochés à des cascades en 150m de hauteur, les chercheurs ont prélevé des stalactites et des carottes.

Prélèvement de carottes de glace ©Monica Dalmasso

Ces échantillons ont permis ensuite d'analyser la microstructure de la glace.

Analyse de la microstructure de la glace (à droite : observation en lumière polarisée) ©Monica Dalmasso

L'équipe de chercheurs a également installés des appareils photos permettant de prendre des images toutes les quatre heures. 

Mise en place d’appareils photos, pour suivre l’évolution des cascades sur la saison. ©Monica Dalmasso

A l’issu de ces sorties, le Laboratoire a publié en 2010 la première étude scientifique au monde sur ce sujet :

L’étude émet plusieurs conclusions sur la formation et l’évolution des cascades de glace. A partir de l’agrégation de stalactites, les cascades de glace se forment et s’épaississent rapidement. Elles cessent de croître à cause de l’eau qui continue de circuler à l’intérieur de la cascade. Cette eau peut être libérées pendant l’escalade de la cascade et, au contact avec le froid, contribuer à des épaississements temporaires. Il y a principalement trois formes de cascades. Les cascades peuvent toucher la roche au sol et au sommet: ce sont des free-standing. Lorsque la cascade est accolée de tout son long à la parroi rocheuse, on l'appelle un cigarre. Lorsqu'elle ne touche pas le sol et qu'elle ne tient qu'en surplomb, on l'appelle tout simplement une stalactite. Dans le cas le plus fréquent du free-standing, il ne peut y avoir de contractions de la glace. Lorsque ces contractions sont provoquées par des chutes brutales de températures, cela déclenche des fissures qui se propagent rapidement et la cascade s'écroule.

De gauche à droite : 2 janvier 2009 (le grimpeur donne l’échelle), 13 Mars 2009, 16 mars 2009, 18 mars 2009 ©Luc Moreau

--> Pour voir un diaporama de la formation et de l'écroulement de cette cascade de glace longue de 120m, nommée Shiva Lingam, dans le glacier d'Argentière (massif du Mont Blanc), cliquez ici.

Pour le reportage vidéo de la fondation Petzl sur l'étude du LGGE :

L’étude a été objet de plusieurs présentations publiques, et a été relayée également par les médias surtout locaux et régionaux.

La popularité en France du sport d’escalade des cascades de glace a peut-être contribué à ce que la première étude scientifique soit publiée dans l’hexagone. Ce n’est pas pour rien que le jargon sportif international parle de « techniques françaises » pour enseigner différentes pratiques d’escalade. 

Or les chercheurs du LGGE ont insisté que leur étude n’avait pas pour but de servir ce sport extrême en établissant une échelle de risques, mais qu’elle s’inscrit bel et bien dans une logique de recherche fondamentale uniquement.

Pour en savoir plus :

Sur les cascades de glace

 Damilano F., Perroux G., Cascades autour du Mont-Blanc, Tome 1, Editions Ice connection, 1998

Sur l’étude du LGGE / Fondation Petzl :

 A l’assaut des cascades éphémères, Journal du CNRS N°224, mai 2010.

Cinquin-Lapierre B., Damilano F., Labory P.A., Lavigne D., Montagnat M., Moreau L., Weiss B., Waterfall ice: formation, structure and evolution, Journal of Glaciology, Volume 56 (196), pages 225-234, 2010.

Cinquin-Lapierre B., Damilano F., Labory P.A., Lavigne D., Montagnat M., Moreau L., Weiss B., Waterfall ice: mechanical stability of vertical structures, Journal of Glaciology N°203, in press.

Sur le sport

Liste de sites d’information : http://www.ice-fall.com/Lien.aspx

Fiches d‘apprentissage : http://www.ice-fall.com/Page_Composite.aspx?IdPage=153

Cascades en France: dans les Vosges et les Pyrénées.

Vidéos

Reportage JT TV1, 29 janvier 2011 : La cascade de glace, la nouvelle escalade

Prise d’en bas : Cascade de glace, Montdore en Auvergne

Prise d’en haut : Cascade de glace, Greyssonnet en Italie

Une vidéo tournée avec les guides d’Alpesexploration.com : Cascade de glace, Briançonnais, Mont Blanc.

Photos

Images et explications sur Alpinismeetmineraux.fr.

10 most incredible waterfalls of Ice sur Environmentalgraffiti.com.