Mots clés : glace, banquise, rivière

Quand la Loire faisait des crêpes ( pancakes ) en février 2012

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

14/05/2012

Résumé

Morphologie des glaces : plaques, radeaux de glace ou pancake ice (glace en forme de crêpe).


Figure 1.  Pancakes (= crêpes) sur la Loire, La Binette, commune de Bou, Loiret

Pancakes (= crêpes) sur la Loire, La Binette, commune de Bou, Loiret

Photo prise le 12 février 2012, peu après le lever du soleil.


À la fin de l'été, dans les régions de hautes latitudes, le froid polaire s'installe, parfois intensément (-40 °C) ; la surface de l'océan se refroidit mais en raison des mouvements de la mer (houle, vagues…) la surface de la mer ne prend pas d'un seul tenant.

Quand la température de l'eau de mer atteint -1,86 °C, les premières paillettes de glace cristallisent. C'est d'abord le "frazil" (ou frasil) qui se forme. Ce terme est un mot français, mais bien que très peu usité chez nous ; c'est plutôt un mot du vocabulaire du Québec où ce frasil se forme tous les hivers. Les cristaux de glace qui se créent dans l'eau en modifient la viscosité. Les vents et les courants rassemblent le frazil en une couche d'aspect mat, parfois appelée la "mélasse" (ou "sorbet") au Québec. Dans d'autres conditions, la juxtaposition de ces petits cristaux de glace forme une sorte de bouillie appelée "slush".

Si la mer est calme, la mélasse s'épaissit en une croûte plus épaisse et souple, le "nilas", qui devient petit à petit plus rigide ; on obtient alors une vraie banquise. Si la mer est agitée, les petits cristaux vont s'agréger et se coller jusqu'à former des plaques (ou radeaux) de glace nombreuses et mobiles les unes par rapport aux autres. Les vagues et le vent entrainent des déplacements relatifs de ces plaques ; ces plaques frottent les unes contre les autres, ce qui les arrondit. Ces chocs réciproques peuvent en déformer et/ou relever les bords, ainsi que les micro-projections de gouttelettes venues du liquide voisin retombant et gelant préférentiellement sur les bords de la plaque plutôt qu'en son centre. C'est ainsi que se forment ces "crêpes" (ou pancakes ) de glace. Si le froid perdure, l'eau liquide située entre les crêpes va se solidifier, et on aura une banquise classique. En général, l'état de la mer avec crêpes de glace n'est donc que transitoire, surtout en début d'hiver, mais on peut aussi l'observer pendant la débâcle.

On lit tout cela dans les livres, mais ce phénomène naturel est bien difficile à observer quand on est Français, sauf peut-être parfois dans le secteur de Saint Pierre et Miquelon. Si on veut l'observer en ce mois de mai, il faut aller en Antarctique où la banquise se forme en ce moment.

Figure 2. Évolution de la taille de la banquise antarctique entre début avril et début mai 2012

Évolution de la taille de la banquise antarctique entre début avril et début mai 2012

Nous sommes en plein automne austral, et la banquise augmente de taille comme tous les ans à la même époque. Des pancakes devrait être visibles à la limite (jaune vert) entre la banquise nouvellement formée (en rose-violacé) et la mer libre (bleu foncé).


On peut également prévoir des vacances au Québec, en Sibérie ou en Alaska pour novembre - décembre. Mais on peut aussi observer ces phénomènes en restant chez soi (si on habite en métropole), en observant les rivières pendant des hivers particulièrement froids, comme cela a été le cas ce mois de février 2012. Certaines des rivières qui gèlent (mais pas toutes,cf la Saône qui ne montrait pas de pancakes dans l'agglomération lyonnaise en 2012) montrent cette suite de processus, avec en particulier formation de crêpes ( pancakes ), la vitesse du courant et la turbulence de la rivière remplaçant l'agitation de la mer. Cela a été le cas de la Loire à 12 km en amont d'Orléans en février 2012.

Lors des prochains hivers très froids (qui vont devenir de plus en plus rares), n'hésitez pas à profiter du spectacle, à aller tous les jours observer l'état de la rivière qui coule près de chez vous.

Nous vous offrons ici un florilège de pancakes ligériens, photographiés entre le 7 et le 12 février 2012 sur les communes de Bou et de Mardié (Loiret).

Figure 3. Détail de pancake ice à La Binette, commune de Bou, Loiret

Détail de pancake ice à La Binette, commune de Bou, Loiret

On voit très bien la forme sub-circulaire des crêpes, leurs bords relevés car fragmentés et déformés par les chocs des pancakes les uns contre les autres. Photo du 12 février 2012.


Figure 4. Détail de crêpes de glace à La Binette, commune de Bou, Loiret

Détail de crêpes de glace à La Binette, commune de Bou, Loiret

On voit très bien la forme sub-circulaire des crêpes, leurs bords relevés car fragmentés et déformés par les chocs des pancakes les uns contre les autres. Photo du 12 février 2012.


Figure 5. Vue d'ensemble de la Loire charriant des crêpes de glace, La Binette, commune de Bou, Loiret

Vue d'ensemble de la Loire charriant des crêpes de glace, La Binette, commune de Bou, Loiret

Photo du 12 février 2012.


Figure 6. Deux photos de la Loire, prises du même endroit (La Binette, commune de Bou, Loiret), à quelques minutes d'intervalle, vers midi le 12 février 2012 (photo 1)

Deux photos de la Loire, prises du même endroit (La Binette, commune de Bou, Loiret), à quelques minutes d'intervalle, vers midi le 12 février 2012 (photo 1)

Pendant ces quelques minutes, la Loire a coulé, et les pancakes de cette figure sont partis en aval, remplacés par d'autres venus d'amont (voir photo suivante).


Figure 7. Deux photos de la Loire, prises du même endroit (La Binette, commune de Bou, Loiret), à quelques minutes d'intervalle, vers midi le 12 février 2012 (photo 2)

Deux photos de la Loire, prises du même endroit (La Binette, commune de Bou, Loiret), à quelques minutes d'intervalle, vers midi le 12 février 2012 (photo 2)

Pendant ces quelques minutes, la Loire a coulé, et les pancakes de la phot précédente sont partis en aval, remplacés par d'autres venus d'amont.


Figure 8. Détail d'un pancake , ou crêpe, de glace sur la Loire

Détail d'un pancake, ou crêpe, de glace sur la Loire

 

Figure 9.  Pancake ice sur la Loire à Albœuf, commune de Bou, Loiret

Pancake ice sur la Loire à Albœuf, commune de Bou, Loiret

Ce 7 février, vers 10h30, la densité de pancakes est plus faible que 5 jours plus tard à la Binette, 2 km en amont (cf figures précédentes). Est-ce un effet de cinq jours de grands froids supplémentaires ayant augmenté la proportion de glace sur la Loire, ou un simple effet topographique dû la morphologie du lit de la Loire et à la géométrie des courants ?


Figure 10. Quelques pancakes de glace sur la Loire à Albœuf, commune de Bou, Loiret

Quelques pancakes de glace sur la Loire à Albœuf, commune de Bou, Loiret

Ce 7 février, vers 10h30, la densité de pancakes est plus faible que 5 jours plus tard à la Binette, 2 km en amont (cf figures précédentes). Est-ce un effet de cinq jours de grands froids supplémentaires ayant augmenté la proportion de glace sur la Loire, ou un simple effet topographique dû la morphologie du lit de la Loire et à la géométrie des courants ?


Figure 11. Détail d'un secteur de la Loire où la densité de pancakes est très élevée, et où le froid commence à bien les rigidifier

Détail d'un secteur de la Loire où la densité de pancakes est très élevée, et où le froid commence à bien les rigidifier

Le courant de la Loire commence à entrainer des chevauchements de ces pancakes rigides les uns sur les autres . Photo prise à Latingy, commune de Mardié, Loiret, le 12 février 2012.


Les oiseaux aquatiques normalement présents sur la Loire pendant l'hiver doivent s'accommoder de ces conditions malgré tout assez rares sous nos latitudes. Voici trois photographies montrant canard, cormorans et cygnes sur la Loire partiellement gelé en ce mois de février 2012.

Figure 12. Canard volant au-dessus de la Loire gelée, Albœuf, commune de Bou, Loiret

Canard volant au-dessus de la Loire gelée, Albœuf, commune de Bou, Loiret

Photo prise le 11 février 2012.


Figure 13. Deux grands cormorans sur la Loire gelée, Albœuf, commune de Bou, Loiret

Deux grands cormorans sur la Loire gelée, Albœuf, commune de Bou, Loiret

Photo prise le 11 février 2012.


Figure 14. Cygnes nageant sur la Loire charriant des pancakes, Latingy, commune de Mardié, Loiret

Cygnes nageant sur la Loire charriant des pancakes, Latingy, commune de Mardié, Loiret

D'autres photos de ces cygnes sur la Loire en février 2012, ainsi que tout un dossier sur cet oiseau sont disponibles sur le site du département de biologie de l'ENS Lyon, secteur Biodiversité.



On peut trouver sur le web des films montrant des pancakes en formation et mouvement. On trouve un film de la glace charriée sur la Loire à Orléans en février 2012. Sous d'autres contrées, on trouve de telles crêpes de glace ( pancakes ) à l'embouchure d'une petite rivière se jetant dans le lac Michigan (USA). Le courant de la rivière charrie de la glace sous forme de crêpes ( pancake ice ) vers le lac, alors qu'un fort vent du large a tendance à lui faire remonter la rivière. Tout cela occasionne un "tourbillon" qui piège les pancakes en formation.

Mots clés : glace, banquise, rivière