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Apports D'une Approche Combinant Mesures in Situ Et Télédétection Optique Pour Le Suivi Des Glaciers De Montagne

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Apports D'une Approche Combinant Mesures in Situ Et Télédétection Optique Pour Le Suivi Des Glaciers De Montagne Apports d'une approche combinant mesures in situ et t´el´ed´etectionoptique pour le suivi des glaciers de montagne : cas des Andes tropicales et des Alpes occidentales Antoine Rabatel To cite this version: Antoine Rabatel. Apports d'une approche combinant mesures in situ et t´el´ed´etectionoptique pour le suivi des glaciers de montagne : cas des Andes tropicales et des Alpes occidentales. Interfaces continentales, environnement. Universit´eGrenoble Alpes, 2015. <tel-01230519> HAL Id: tel-01230519 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01230519 Submitted on 18 Nov 2015 HAL is a multi-disciplinary open access L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destin´eeau d´ep^otet `ala diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publi´esou non, lished or not. The documents may come from ´emanant des ´etablissements d'enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche fran¸caisou ´etrangers,des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou priv´es. Distributed under a Creative Commons Attribution - NonCommercial - NoDerivatives 4.0 International License Diplôme d'Habilitation à Diriger des Recherches Spécialité : Glaciologie Arrêté ministériel du 23 novembre 1988 relatif à l'habilitation à diriger des recherches, modifié par les arrêtés des 13 février 1992, 13 juillet 1995 et 25 avril 2002 Présenté par Antoine RABATEL Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement École Doctorale « Terre, Univers, Environnement » Apports d’une approche combinant mesures in situ et télédétection optique pour le suivi des glaciers de montagne : cas des Andes tropicales et des Alpes occidentales Présentation publique le 29 avril 2015, devant le jury composé de : Mme Frédérique REMY Directeur de Recherche CNRS, Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales, Toulouse – France. Rapporteur Mr Michael ZEMP Directeur du World Glacier Monitoring Service, Université de Zurich, Zurich – Suisse. Rapporteur Mr Martin HOELZLE Professeur à l’Université de Fribourg, Fribourg – Suisse. Rapporteur Mr Michel FILY Professeur à l’Université J. Fourier – Grenoble 1, Directeur de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble, Grenoble – France. Examinateur Mr Pierre RIBSTEIN Professeur à l’Université Pierre et Marie Curie – Paris 7, Paris – France. Examinateur Université Joseph Fourier / Université Pierre Mendès France / Université Stendhal / Université de Savoie / Grenoble INP Avant-propos Avant-propos L’Habilitation à Diriger des Recherches (HDR), c’est un « passage obligé » pour le chercheur/enseignant-chercheur français s’il souhaite : évoluer dans sa carrière vers des fonctions de Directeur de Recherche, de Professeur d’Université ou de Physicien (dans le cas du CNAP) ; encadrer des doctorants sans faire appel à un « prête nom » plus ou moins investi dans le travail du doctorant ; servir la communauté de son laboratoire dans la mesure où (au moins à Grenoble) le nombre d’HDR dans un laboratoire conditionne le nombre de bourses de thèse ministérielles auquel le laboratoire peut prétendre ! La forme et le contenu de l’HDR varient énormément d’une personne à l’autre, il n’existe pas de « canevas type », et chaque auteur est par conséquent libre dans la présentation du document. Ceci étant, écrire son HDR, c’est prendre le temps de faire un point sur sa carrière, l’avancée de ses travaux, l’évolution que l’on souhaite leurs donner dans les années à venir. C’est en partie un travail de synthèse, et en partie une réflexion prospective à un moment donné, dans un contexte donné. La recherche académique, si tant est que cela ait été vrai un jour, ne s’effectue aujourd’hui plus seul. Chaque résultat nouveau est le fruit d’un travail collectif, alliant des compétences multiples et variées, pouvant parfois survenir après des années d’efforts, souvent entrepris par des pairs. Je n’échappe évidement pas à la règle, et j’en profite ici pour rendre hommage à Pierre Ribstein et Bernard Francou pour avoir initié le programme de suivi glaciologique dans les Andes tropicales au début des années 1990, programme dont je participe aujourd’hui à assurer la pérennité. Je souhaite aussi remercier Louis Reynaud pour m’avoir « guidé » durant mes premiers pas de chercheur et m’avoir mené sur la piste de l’utilisation de la ligne de neige pour reconstruire le bilan de masse glaciaire. Je tiens également à souligner que les résultats présentés dans ce document n’auraient vraisemblablement pas été acquis dans les mêmes temps et/ou dans les mêmes conditions sans : les collègues du LGGE et du LTHE (notamment ceux de l’équipe CHyC) avec lesquels je travaille depuis de nombreuses années (notamment Christian Vincent, Delphine Six, Jean-Pierre Dedieu, les PatrickS : Wagnon et Ginot, Thomas Condom, Jean-Emmanuel Sicart, Anne Letréguilly, Yves Arnaud, Vincent Favier, Fabien Gillet- Chaulet) ; les personnels techniques du LGGE et du LTHE (notamment Romain Biron et Luc Piard) ; les collègues d’autres instituts en France ou à l’étranger (notamment Marie Dumont, i Avant-propos Emmanuel Thibert, Nicolas Eckert, Vincent Jomelli, Olivier Dangles, Matthias Vuille, Philip Deline et particulièrement les partenaires des pays des Andes tropicales comme Alvaro Soruco, Jesus Gomez, Luzmila Davila, Bolivar Caceres, Luis Maisincho, Marcos Villacis, Remigio Galarraga, Jorge-Luis Ceballos) ; les étudiants de Doctorat et de Master ainsi que les CDD/Post-doc que j’ai encadrés ou avec lesquels j’ai collaboré (dont particulièrement Ruben, Marion, Edwin, Maële, Marie, Adrien, Brad, Fanny, Guillaume et Olivier) ; les Volontaires Internationaux qui ont œuvrés en Bolivie (notamment Benjamin et les MaximeS) ; et finalement, les personnels des services administratif et informatique du LGGE et du LTHE pour leurs actions au quotidien. J’adresse également mes sincères remerciements aux trois rapporteurs qui ont accepté de réviser ce document : Frédérique Rémy, Michael Zemp et Martin Hoezle, ainsi qu’aux autres membres du jury : Michel Fily et Pierre Ribstein. Finalement, merci à Christian et Bernard pour leurs relectures et leurs conseils avisés, et MERCI à Hélène pour… la liste serait trop longue ! ii Sommaire Sommaire Avant-propos .......................................................................................................................... i Introduction .......................................................................................................................... 1 Les enjeux de l’étude des glaciers de montagne.......................................................................... 1 Déroulement de mon parcours scientifique ................................................................................ 3 Organisation du document ........................................................................................................... 4 Chapitre 1 De l’observation de terrain à la télédétection ........................................................ 5 1.1. Stratégies et méthodes d’observation de terrain ............................................................ 8 1.1.1. Le SO/SOERE GLACIOCLIM et sa composante Andine .............................................. 8 1.1.2. GLACIOCLIM-Andes et les réseaux d’observation des Andes tropicales ................ 13 1.2. Stratégies et méthodes d’observation par télédétection optique ................................. 16 1.2.1. Les apports de la télédétection optique en glaciologie ......................................... 16 1.2.2. L’usage de la télédétection optique dans GLACIOCLIM ......................................... 17 1.2.3. L’initiative internationale GLIMS ............................................................................ 19 1.3. Quelles évolutions des observations dans GLACIOCLIM peut-on envisager ? ............... 20 1.3.1. Maintien du réseau d’observation ......................................................................... 20 1.3.2. Développement des mesures topographiques à très haute résolution ................. 22 1.3.3. Systématisation de l’usage des images satellites à très haute résolution spatiale et/ou temporelle ............................................................................................................... 23 1.3.4. Mesure des vitesses d’écoulement par télédétection optique .............................. 24 Chapitre 2 Variations glaciaires depuis le Petit Age Glaciaire ................................................ 25 2.1. Contexte de ces travaux ................................................................................................. 25 2.1.1. Pourquoi étudier les fluctuations glaciaires au cours des derniers siècles ? ......... 25 2.1.2. Dans quel cadre s’inscrivent ces travaux ? ............................................................. 26 2.2. Le Petit Age Glaciaire a-t-il existé dans les Andes de Bolivie ? ....................................... 27 iii Sommaire 2.2.1. Travaux antérieurs à ma thèse de Doctorat .......................................................... 27 2.2.2. Principaux résultats obtenus dans le cadre de ma thèse de Doctorat. ................. 28 2.3. Quelles informations paléoclimatiques tirer de ces variations glaciaires ? ................... 32 2.3.1. Cas des Andes de Bolivie ........................................................................................ 32 2.3.2. Qu’en est-il à l’échelle des Andes tropicales ? ......................................................
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