Les dynamiques spatio-temporelles d'un petit hydrosystème arctique : approche nivo-glaciologique dans un contexte de changement climatique contemporain (bassin du glacier Austre Lovén, Spitsberg, 79°N)

Spatio-temporal dynamics of a small arctic hydrosystem : nivo-glaciologic approaches in a climate change context (Austre Lovén glacier, Spitsberg, 79°N)

• Auteur / Autrice : Eric Bernard
• Direction : Madeleine Griselin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie
• Date : Soutenance le 02/12/2011
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Langages, Espaces, Temps, Sociétés (Besançon ; 1991-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Théoriser et modéliser pour aménager (THEMA) (Besançon) - Théoriser et modéliser pour aménager
• Jury : Président / Présidente : Claude Kergomard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Kergomard, Marie-Françoise André, Jean-Pierre Dedieu, Christelle Marlin, Daniel Joly

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carottage

Glaciers

Hydrologie

Analyse

Neige

Svalbard (Norvège, archipel)

Glaciologie

Mots clés libres

Arctique

Glaciologie

Nivologie

Hydrologie

Télédétection

SIG

Svalbard

Austre Lovénbreen

Géomatique

Traitement de l'image

Géographie physique

Arctic

Glaciology

Nivology

Hydrology

Remote sensing

GIS

Geomatics

Image processing

Physical geography

Résumé

S’appuyant sur de longues missions de terrain, ce travail offre le regard quantitatif et qualitatif d’ungéographe sur la dynamique nivo-glaciaire en région polaire dans un contexte de changement climatiqueactuel. Il s’inscrit dans le cadre du programme ANR Hydro-Sensor-FLOWS mis en oeuvre dansla mouvance de l’Année Polaire Internationale. En amont de ce programme pluridisciplinaire visant àcomprendre le fonctionnement hydrologique d’un petit hydrosystème polaire il fallait adjoindre uneétude plus spécifique concernant le rôle de la neige et de la glace dans l’équation hydrologique : c’estl’objet de cette thèse.Le bassin glaciaire de l’Austre Lovénbreen (10 km2, Spitsberg – 79°N) a servi de terrain d’étude dansune approche géographique à échelle locale. De nombreuses méthodes ont été testées tant sur leterrain (stations photo automatiques, carottages de la neige, DGPS et GPR) que pour l’exploitationdes données acquises.Au total, ce travail suit la dynamique nivo-glaciaire pendant trois années (2008, 2009 et 2010) à partirde 15 séries de carottages en 40 points du bassin, de mesures de densité, de profils nivologiques,de bilan de masse et de suivi continu, en 20 points, de la température de l’air. Outre l’image satellite,ce travail s’appuie également sur une collection de 3 clichés journaliers acquis en 10 points dubassin. Des méthodes ont été développées pour corriger géométriquement les photos afin d’en fairedes documents en projection verticale dont il est possible de tirer de l’information quantitative. Lesoutils de la géomatique ont permis de spatialiser l’information ponctuelle et d’établir à des pas detemps variables, par croisement des données acquises in situ, les diverses lames entrant dansl’équation hydrologique (précipitations, fonte potentielle de la neige et de la glace en relation avec leslames écoulées). Les trois années consécutives de suivi offrent des conditions très différentes quirévèlent le rôle constant et modérateur des températures et celui beaucoup plus impulsif des précipitations.Ce travail pose également le problème des mesures et de leur fiabilité dans un milieu aussi sévère etaussi impétueux que l’Arctique.

Leaning on long field campaigns, this thesis offer both qualitative and quantitative overview of polarregion nivo-glaciologic dynamics through a geographic approach, in context of climate change. Thiswork is part of the Hydro-sensor FlOWS program taking place during the International Polar Year.Upstream of this pluridisciplinary program aimed at understanding the hydrological processes of asmall polar hydrosystem, it was necessary to add a more specific study on the role of snow and icein the hydrological equation : this is the subject of this PhD.The glacial basin of Austre Lovénbreen (10 km2, Spitsberg – 79°N) served as a field of study in ageographical approach at local scale. Many methods have been tested both in the field (automaticphoto station, snow coring, DGPS and GPR) and for the data processing.Overall, this work follows the snow and ice dynamics for three years (2008, 2009 and 2010) from 15sets cores of 40 points of the basin, density measurements, nivologic profiles, mass balance and thecontinuous monitoring, on 20 points, of the air temperature. Besides the satellite images, this workalso leans on a collection of 3 daily photos acquired in 10 points of the basin. Methods were developedto geometrically correct photos in order to provide data wich could be used as a vertical projectioninto a GIS software to get quantitative informations. The geomatrical tools gave the possibility tohave accurate spatial representation at different time scale, by crossing data acquired in situ, lesdiverses lames entrant dans l’équation hydrologique (precipitation, potential melting of snow and icein relation to the lames passed).Three consecutive years of monitoring provide very different conditions that reveal temperatures’sconstant role of moderator, and the much more impulsive behavior of precipitations.This work also raises the problem of measurements and their reliability in a binding environment asthe Arctic