Présentation de mon sujet de thèse

Introduction

Ayant commencé une thèse de doctorat à l’université Savoie Mont-Blanc en octobre 2024, je me suis dit qu’il serait intéressant d’en présenter rapidement le sujet, les enjeux et les méthodes employées dans un petit article. Cela me fera un bon exercice de vulgarisation en lien avec mon travail !

Je suis doctorant au sein d’ISTerre, un laboratoire de géosciences partagé entre les universités Grenoble Alpes et Savoie Mont-Blanc. Mon directeur de thèse est Christian Crouzet, maître de conférence à l’université Savoie Mont-Blanc et je suis également co-encadré par Jean-François Buoncristiani, maître de conférence à l’université de Bourgogne Europe, qui était déjà mon encadrant lors de mes stages de recherche de master.

Contexte global et enjeux

Je vais commencer par vous donner le titre de mon sujet de thèse : « Chronologie et modélisation de la débâcle glaciaire post-dernier maximum dans le bassin lémanique et la vallée de l’Arve ». Voilà, je ne suis pas sûr que cela vous avance à quelque chose, essayons donc de le décortiquer un peu.

Tout d’abord, que signifie l’expression centrale « débâcle glaciaire post-dernier maximum » ? Une débâcle glaciaire doit ici être comprise dans le sens d’un retrait très important et rapide de glaciers (à l’échelle des temps géologique et même plus particulièrement du Quaternaire, la période géologique qui a commencé il y a environ 2,5 Ma (millions d’années) et dans laquelle nous sommes encore aujourd’hui). Ensuite, « post-dernier maximum » ? Cela signifie que mon sujet va se concentrer sur la période de retrait des glaciers la plus récente, qui marque la fin de la dernière période glaciaire (souvent appelée Würm dans les Alpes), qui dure entre environ 110 000 et 12 000 ans avant aujourd’hui. Au plus fort de la glaciation, toutes les Alpes étaient occupées par la glace et les glaciers débordaient jusque dans les zones de piémont. La période de déglaciation finale est appelée Tardiglaciaire, c’est une période de transition avec un réchauffement rapide du climat entrecoupé d’épisodes de refroidissements. La fin du Tardiglaciaire marque le début de l’Holocène, l’époque actuelle, qui correspond à une période interglaciaire (voir mon article sur les glaciations quaternaires). Enfin, le bassin lémanique fait référence à la zone entourant le lac Léman tandis que l’Arve est la rivière qui s’écoule depuis le massif du Mont-Blanc et se jette dans le Rhône à proximité de Genève.

Vous avez donc tous les éléments à disposition : je travaille sur le retrait des glaciers de l’Arve et du Rhône depuis la dernière période glaciaire ! Pour cela, je vais utiliser plusieurs méthodes qui me permettront de recouper un maximum d’informations. Nous allons les présenter rapidement.

Géomorphologie

Tout d’abord, il est capital d’étudier le paysage actuel afin d’identifier les traces laissées par les glaciers qui y sont encore visibles. Cela permet de comprendre jusqu’où les glaciers se sont étendus et d’essayer d’établir des chronologies relatives, c’est-à-dire de classer les morphologies identifiées de la plus ancienne à la plus récente. Pour cela, je me base à la fois sur des observations sur le terrain et sur l’utilisation d’outils numérique, principalement des MNT (Modèles Numériques de Terrain, voir mon article sur les SIG) dérivés des données LiDAR HD de l’IGN, une analyse laser haute résolution de la topographie. Cette étude géomorphologique permet de réactualiser les études plus anciennes (la plupart datent des années 1980 dans cette zone) et parfois de proposer de nouvelles interprétations grâce à l’évolution des connaissances scientifiques.

Sédimentologie

L’étude des dépôts sédimentaires de cette période permet également de proposer des reconstitutions paléo-environnementales à partir de leur interprétation. Pour cela, je vais travailler sur des affleurements sur le terrain mais également sur de nombreuses données de forages disponibles dans la banque de donnée du sous-sol du BRGM. Le but est par exemple d’identifier des dépôts laissés par le passage d’un glacier (un till, sédiment qui compose les morphologies de moraines) et de les distinguer de dépôts laissés dans des milieux de rivière ou de lac. Il est bien entendu nécessaire de replacer ces données géologiques dans leur contexte géomorphologique afin d’avoir la meilleure compréhension possible des relations dans l’espace et le temps entre tous les dépôts étudiés. Cela demande une certaine gymnastique intellectuelle et je ne vous cache pas que l’on est souvent un peu perdu. La question que l’on se pose quasiment à chaque fois que l’on étudie un affleurement est : « Mais qu’est ce que ça fait là, ça ? ».

Datations

Une fois les chronologies relatives établies à partir des études géomorphologiques et sédimentologiques, il serait intéressant de pouvoir donner des datations absolues, c’est-à-dire des dates chiffrées des principaux événements. Pour cela, trois principales méthodes de datations seront utilisées. Je vais ici simplement énumérer ces méthodes et j’expliquerai leur principe plus en détail dans le prochain article.

La première méthode est nommée datation par la méthode des nucléides cosmogéniques. Elle m’est utile pour essayer de dater depuis quand des blocs erratiques situés dans ma zone d’étude ont été abandonnés par le paléo-glacier lors de sa fonte. Cela permet de savoir quand le glacier s’est retiré de la zone où il a laissé ce bloc. Dans ma zone d’étude, les blocs erratiques sont assez faciles à identifier. Ils sont souvent composés de granite provenant du massif du Mont-Blanc alors que toutes les roches situées dans la basse vallée, plusieurs dizaines de kilomètres en aval, sont calcaires !

La deuxième méthode est la méthode OSL, qui permet d’essayer d’obtenir l’âge du dépôt de sédiments sableux (cela nécessite des grains de quartz et / ou de feldspaths). Enfin, la troisième méthode et certainement la plus connue est la datation au ¹⁴C, qui s’effectue sur de la matière organique telle que des restes végétaux retrouvés dans des sédiments par exemple. Toutes ces méthodes peuvent être complémentaires et chacune a ses avantages et ses défauts. L’interprétation des résultats peut parfois être ardue et nécessite toujours de la prudence.

Modélisation numérique

Enfin, le dernier travail que je vais effectuer au cours de ma thèse est la modélisation numérique des glaciers sur ma zone d’étude. Le genre de modèle qui m’intéresse consiste à contraindre au mieux la physique d’écoulement des glaciers ainsi que les paramètres climatiques des périodes étudiées afin de reconstituer l’étendue des glaciers au cours du temps. Le but sera alors d’observer si les modélisations numériques donnent des résultats cohérents avec tout le travail précédemment mené. Cela permettra d’essayer de mieux comprendre l’évolution du climat au cours de la déglaciation mais aussi de réfléchir à un grand nombre de questions : « pourquoi ai-je beaucoup de dépôts laissé par le glacier à tel endroit mais quasiment aucun à tel endroit ? » ou encore « d’où venait le glacier qui occupait cette zone lors de la glaciation ? ». Les possibilités sont quasiment infinies. Si vous voulez voir à quoi une modélisation numérique peut ressembler, voici un lien vers une vidéo montrant une modélisation sur les Alpes du maximum d’extension des glaciers lors de la dernière période glaciaire en utilisant le modèle IGM, dont le développement est dirigé par le chercheur Guillaume Jouvet à l’Université de Lausanne.

Le couplage de toutes ces méthodes permettra ainsi (du moins je l’espère) de mieux comprendre l’histoire de la déglaciation dans la vallée de l’Arve et autour du lac Léman et donc de mieux comprendre les dynamiques de déglaciations dans les Alpes sous l’influence de changements climatiques rapides. J’espère que cet article vous aura intéressé et aura été suffisamment clair pour vous permettre de comprendre mon sujet de thèse !