Une solution contre le réchauffement climatique: Un stupa de glace // A solution against global warming : An ice stupa

Le Ladakh – le « pays des hautes passes » – est pris en sandwich entre deux des plus hautes chaînes de montagnes du monde, l’Himalaya et le Kunlun. Les précipitations sont rares dans cette région. L’eau, indispensable à l’irrigation des terres agricoles qui constituent la principale ressource de la population locale, provient principalement de la fonte de la neige et de la glace. Cependant, le changement climatique rend cette terre encore plus sèche, laissant les agriculteurs en manque d’eau dans les mois d’avril et mai, si importants pour les plantations, juste avant que les glaciers commencent à fondre sous le soleil de l’été.
En 2014, Sonam Wangchuk, un ingénieur en mécanique de la région a décidé de s’attaquer à la crise de l’eau au Ladakh où les glaciers reculent en raison de la hausse des températures. Pour cette raison, ils laissent échapper beaucoup moins d’eau au début du printemps mais en fournissent une grande quantité avec la chaleur de l’été qui les amenuise encore davantage.
L’ingénieur avait en tête une idée simple: il voulait rééquilibrer ce déficit naturel en recueillant l’eau provenant de la fonte de la neige et de la glace au cours des mois froids (cette eau est perdue pour tout le monde) et en la stockant jusqu’au printemps, moment où les agriculteurs en ont le plus besoin. Pour ce faire, il a construit un « stupa de glace », cône de glace à deux niveaux, ainsi baptisé par référence aux monuments sacrés traditionnels que l’on rencontre dans toute l’Asie.
Le stupa de glace est édifié sans avoir besoin d’électricité ou de pompes, uniquement grâce à la physique. Tout d’abord, un tuyau est installé sous terre ; il relie un cours d’eau et l’endroit où le stupa de glace doit être implanté, généralement à côté d’un village. L’eau doit provenir d’un point plus élevé, d’une soixantaine de mètres ou plus. Comme un fluide dans un circuit maintient toujours son niveau – selon le principe des vases communicants – l’eau qui provient de 60 mètres en amont gicle à 60 mètres en l’air à la sortie du tuyau en aval, créant une fontaine. La température négative de l’air fait le reste et cristallise immédiatement les gouttelettes d’eau sous forme de glace qui tombe juste en dessous en formant un cône. Un cône est très facile à fabriquer avec de la glace, car tout écoulement sous forme de gouttes forme naturellement un cône. Les glaçons sont eux-mêmes des cônes inversés.
Un cône a des propriétés très intéressantes: il a une surface d’exposition minimale par rapport au volume d’eau qu’il contient; Cela signifie qu’il fond très lentement. Le prototype de 6 mètres de hauteur contenant 150 000 litres d’eau a duré de l’hiver jusqu’à la mi-mai, au moment précis où l’eau était nécessaire pour l’irrigation, alors que toutes les glaces environnantes avaient disparu fin mars. L’aspect révolutionnaire du stupa est qu’il fonctionne même à basse altitude et à des températures très chaudes.
Ce n’est pas la première fois que l’on essaye de créer un glacier artificiel dans la région, mais les tentatives précédentes ont eu lieu au-dessus de 4 000 mètres d’altitude en faisant geler l’eau dans de grands canaux qui exigeaient de l’ombre et beaucoup d’entretien, et étaient situés trop loin des champs pour être pratiques.
Au lieu de cela, la forme conique du stupa de glace peut résister à la lumière directe du soleil et le cône peut être édifié là même où l’eau est nécessaire. Cependant, les stupas ne sont pas sans entretien car ils ont besoin d’une intervention manuelle; Par exemple, les fontaines peuvent se bloquer lorsque l’eau gèle dans les tuyaux. En améliorant la technique, ils devraient devenir plus fiables. Des tests commenceront au Pérou cet été en profitant de l’hiver dans l’hémisphère sud.
En raison de l’infrastructure de tuyauterie requise, le coût initial du projet est relativement élevé. L’ingénieur en mécanique a estimé qu’il aurait besoin d’environ 125 000 dollars pour réaliser la première version du stupa de glace à grande échelle. Il pourrait atteindre 25 mètres de hauteur et permettre l’irrigation d’une dizaine d’hectares de cultures. Conscient que ce coût serait trop élevé pour les autorités locales, il a décidé d’avoir recours à un financement participatif par l’intermédiaire de la plateforme Indiegogo. Cette initiative a été couronnée de succès et a suscité l’intérêt des institutions locales. En fin de compte, le gouvernement du Ladhak l’a intégrée dans ses plans de développement. Le stupa de glace a également remporté un Rolex Award for Enterprise en 2016, ce qui a rapporté une somme de 100 000 francs suisses (environ 105 000 dollars).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

Les stupas de glace pourraient également être transformés en attractions touristiques, en y incorporant des bars à glace et des hôtels de glace. Cela reviendrait à mélanger le sacré et le profane et construire un pont entre différentes cultures.
Source: CNN.

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Ladakh- the « land of high passes » – is sandwiched between two of the world’s tallest mountain ranges, the Himalayas and the Kunlun. Rainfall is rare in the region. Water, essential for irrigating the farmlands that are the lifeblood of the local population, mostly comes from melting snow and ice. However, climate change is making this land even drier, leaving farmers without water in the crucial planting months of April and May, right before the glaciers start to melt in the summer sun.

In 2014, Sonam Wangchuk, a local mechanical engineer set out to solve the water crisis of the Ladakh. The natural glaciers are shrinking due to rising global temperatures. For that reason, they provide far less water in early spring but then release a lot in the summer heat, shrinking even more.

The engineer had a simple idea: he wanted to balance this natural deficit by collecting water from melting snow and ice in the cold months, which would normally go to waste, and store it until spring, just when farmers need it the most. He then built a two-story prototype of an « ice stupa », a cone of ice that he named after the traditional sacred monuments that are found throughout Asia.

The ice stupa is created using no power or pumps, only physics. First, a pipe is laid underground, connecting a stream of water and the location where the ice stupa is required, usually next to a village. The water must come from a higher altitude, usually around 60 meters or more. Because a fluid in a system always wants to maintain its level – according to the principle of the communicating vessels – water from 60 meters upstream will spray 60 metres into the air out of the downstream pipe, creating a fountain. The freezing air temperature does the rest, immediately crystallizing the water droplets into ice that falls right below, forming a cone. A cone is very easy to make with ice, because any dripping naturally forms a cone underneath; icicles are inverted cones.

A cone has more desirable properties: It has minimal exposed surface area for the volume of water it contains; that means it melts very slowly. The 6-metre-tall prototype containing 150,000 litres of water lasted from winter until mid-May, just when water is needed for irrigation, while all the surrounding ice on the ground had gone by the end of March. The revolutionary aspect of the ice stupa is that it works even at low altitude and in very warm temperatures.

It’s not the first type of artificial glacier in the area, but previous endeavours in this area were only attempted above 4,000 metres a.s.l. by freezing waters in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far away from the fields to be practical.

Instead, the conical shape of the ice stupa can withstand even direct sunlight and it can sit right were the water is required. However, the stupas are not maintenance-free as they need a lot of manual intervention; for instance, the fountains can freeze when the pipes ice up. It is hoped that soon, by refining the technology, they will become more reliable. Tests will start in Peru this summer, taking advantage of an extra winter in the southern hemisphere.

Because of the piping infrastructure required, the initial investment can be steep. The mechanical engineer estimated he would need around $125,000 to build his first full-scale version, which could reach 25 metres in height and provide irrigation to about 10 hectares of land. As the price would be too high for local authorities, he decided to crowdfund the project, asking people for contributions through Indiegogo, a popular crowdfunding platform. The campaign was successful and piqued the interest of the local institutions. In the end, the Ladhaki government is incorporating it its development plans. The ice stupa also won a Rolex Award for Enterprise in 2016, which carried a 100,000 Swiss Franc prize (around $105,000).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

The stupas might also be turned into tourist attractions, by building ice bars and ice hotels inside them. This would mean a bit like mixing the sacred and the profane and build a bridge between different cultures.

Source: CNN.

Vue du prototype du stupa de glace

(Crédit photo: Sonam Wangchuk)

Glaciers alpins en juillet 2017 : (6) Les glaciers de Grindelwald (Suisse)

Au cœur des Alpes Bernoises, Grindelwald est une station de ski dont la réputation n’est plus à faire. Située dans la région de la Jungfrau et au pied de la face nord de l’Eiger, elle est entourée par plusieurs glaciers qui, comme leurs voisins alpins se réduisent comme peau de chagrin. Il suffit d’observer le Glacier Inférieur de Grindelwald (Unterer Grindelwaldgletscher) pour s’en rendre compte. En 1973, il présentait encore une longueur d’environ 8,3 kilomètres et une superficie de 20,8 km2. Le glacier a considérablement diminué depuis, avec une longueur de seulement 6,2 kilomètres en 2015. Le recul est particulièrement flagrant depuis 2007. Au milieu du 19ème siècle, il remplissait la vallée jusqu’à Mettenberg, un quartier à l’est de Grindelwald. En 1900, il occupait encore toute la vallée avec une épaisseur d’environ 300 mètres jusqu’à une altitude de 1.700 mètres. Vers 2000, il atteignait encore la gorge entre l’Eiger et le Mättenberg. Aujourd’hui, il faut des jumelles pour scruter la surface de la glace depuis la vallée.

Photos: C. Grandpey

Glaciers alpins en juillet 2017 : (5) Le Glacier du Rhône (Suisse)

Le Glacier du Rhône est situé à l’extrémité nord-est du canton du Valais et on peut y accéder en suivant la route de la Furka, un de ces cols mythiques qui fait rêver les cyclotouristes, catégorie à laquelle j’appartiens.

Comme les glaciers des Bossons et d’Argentière et comme la Mer de Glace, le Glacier du Rhône subit de plein fouet les effets du réchauffement climatique. Des repères montrent le niveau qu’il atteignait au cours des dernières décennies. Il faut descendre près du village de Gletch pour trouver le panneau qui marque le point où arrivait le glacier en 1856. Depuis cette époque, il a aussi perdu 350 mètres d’épaisseur, et près de 40 mètres pour la seule dernière décennie.

Chaque année, le Glacier du Rhône perd entre 5 et 7 mètres d’épaisseur et on estime que son volume aura diminué de moitié d’ici la fin de la prochaine décennie. Il est probable qu’à la fin du siècle il ne reste plus que 10% du volume de glace actuel.

Contrairement à la fonte des glaces polaires, la fonte des glaciers alpins aura un impact négligeable sur le niveau des océans. En revanche, elle aura des effets dramatiques en Europe, où les Alpes jouent le rôle d’un château d’eau, stockant de l’eau en hiver pour la libérer en été et alimenter fleuves et rivières. Si la fonte des glaces s’accélère, les fleuves verront leurs niveaux augmenter, des inondations auront lieu ; ensuite, au milieu du siècle, les niveaux baisseront de façon dramatique.

Quand on avance sur le chemin qui conduit au Glacier du Rhône, on est surpris de voir une portion d’un blanc immaculé. On pense tout d’abord qu’il s’agit d’une vaste plaque de neige résiduelle. En y regardant mieux, on se rend compte que le glacier a été recouvert d’immenses couvertures afin de freiner sa fonte au niveau de la grotte qui est creusée chaque année depuis  1870, comme à la Mer de Glace. Les couvertures sont censées réduire la fonte de 70%.  Elles vont la ralentir pendant un an ou deux, puis il faudra retirer les couvertures car la glace en dessous aura disparu. Un lac de fonte s’est formé devant le front en pente douce du glacier. C’est son déversoir qui donne naissance au jeune Rhône…

Voici le Glacier du Rhône…

Des repères montrent sa hauteur passée…

Des couvertures blanches protègent la grotte de glace…

La Grotte Bleue…

Le front du glacier…

Ainsi naît le Rhône!

Photos: C. Grandpey

Glaciers alpins en juillet 2017: (4) Le Glacier d’Aletsch (Suisse)

Situé dans le sud de la Suisse dans le canton du Valais, le Glacier d’Aletsch est le plus grand glacier des Alpes. Il est entouré au nord par le massif de la Jungfrau et au sud par la vallée du Rhône. Il présente une longueur de 22,6 km  et une superficie de 81,7 km². Comme tous les grands glaciers actifs, sa vitesse de progression varie selon que l’on se trouve dans la partie centrale ou sur les bords où elle est freinée par les frottements. Ce phénomène explique, entre autre, la formation des crevasses. S’agissant de l’Aletsch, la vitesse de progression varie entre 80 et 200 mètres par an.

Selon les glaciologues, les Alpes pourraient perdre 80 % de leurs glaciers si aucun changement ne survient dans l’émission des gaz à effet de serre. Le Glacier d’Aletsch a reculé de 2 600 mètres depuis 1880. Comme pour ses homologues alpins, le recul s’est accéléré depuis 1980 et l’Aletsch a reculé de 800 mètres en 30 ans soit 30 % du recul total.

Selon ces mêmes glaciologues, les glaciers suisses continueront de fondre massivement, même si le réchauffement climatique cesse, ce qui est loin d’être gagné dans le contexte économique actuel. Celui d’Aletsch aura perdu au moins quatre kilomètres et un tiers de sa masse d’ici un siècle. En effet, les glaciers réagissent aux changements climatiques avec des dizaines d’années, voire un siècle, de retard. La fonte du Glacier d’Aletsch sera encore plus impressionnante et rapide si le réchauffement climatique se poursuit comme prévu.

Dans une note rédigée le 15 octobre 2016, j’évoquais un problème causé par la fonte du Glacier d’Aletsch. La glace d’amenuisant, les pans de montagne qui entourent le glacier sont fragilisés et des effondrements se produisent. Le phénomène est observé ailleurs dans le monde, en particulier en Nouvelle Zélande où les glaciers Fox et Franz Josef ont fondu si rapidement qu’il est devenu trop dangereux de les atteindre à partir du fond de la vallée. En raison de la fonte ultra rapide de ces glaciers, les parois de la vallée qui étaient autrefois maintenues en place par la glace sont désormais à l’air libre avec des risques évidents d’effondrements et autres chutes de pierres qui rendraient les randonnées trop dangereuses. Les tour-opérateurs ont donc cessé d’organiser de telles randonnées guidées sur le Franz Josef en 2012 et sur le Fox en 2014. Ces deux glaciers ont perdu chacun 3 kilomètres depuis les années 1800, ce qui correspond à environ 20 pour cent de leur longueur.

De la même façon, un pan de montagne menace de s’effondrer en aval du Glacier d’Aletsch. En conséquence, il est demandé à tous les randonneurs de respecter l’interdiction d’accès aux sentiers pédestres dans une zone de 2 km2.

Une remontée mécanique permettant d’accéder aux abords du glacier d’Aletsch subit elle aussi les effets du mouvement du pan de montagne. Les pylônes d’arrivée de la télécabine d’Aletsch Arena, qui relie Riederalp à Moosfluh, bougent de 1 centimètre par jour. Toutefois, l’exploitant des remontées avait prévu le problème puisque  il a investi 23 millions de francs suisses dans un système qui permet de glisser les pylônes sur un rail pour les maintenir parfaitement droits et ainsi laisser l’installation ouverte. La surveillance est permanente, avec un système d’alarme en cas de gros déplacement.

De  mon côté, j’ai emprunté à Fiesch (Valais) le double téléphérique qui permet d’accéder à l’Eggishorn d’où l’on a une vue splendide sur le Glacier d’Aletsch.

Photos: C. Grandpey

Glaciers alpins en juillet 2017 : (3) Le Glacier d’Argentière

Le Glacier d’Argentière fait partie de ceux qui sont le plus facilement accessibles. Il suffit d’emprunter le téléphérique des Grands Montets, près du village d’Argentière et de descendre à la station du Lognan. De là, un bon chemin conduit à un premier point de vue sur le font du glacier. Les plus courageux pourront emprunter un second sentier plus raide qui conduit à un autre point de vue sur le glacier.

Comme les Bossons et la Mer de Glace, le Glacier d’Argentière est en sérieuse perte de vitesse.  Il suffit de voir les photos et gravures du début du 20ème siècle pour s’en rendre compte. Dans les années 1920, il arrivait jusqu’au temple d’Argentière, à 1 250 mètres d’altitude. Depuis quelques années, la langue terminale du glacier, qui s’étend encore jusque vers 1 600 mètres d’altitude, s’est séparée du reste du glacier vers l’altitude de 1 900 mètres. La aussi, les marques laissées sur la roche ne laissent pas le moindre doute sur le retrait rapide du glacier. Malgré tout, au vu des clichés que j’ai réalisés, le front du Glacier d’Argentière semble montrer une certaine stabilité entre 2015 et 2017. A noter que la cascade a disparu.

Voici quelques photos montrant le Glacier d’Argentière en septembre 2015, année où j’avais eu l’occasion de le survoler…

…et en juillet 2017:

Photos: C. Grandpey

Glaciers alpins en juillet 2017 : (2) La Mer de Glace

Comme le Glacier des Bossons, j’ai découvert la Mer de Glace en août 1956 en compagnie de mes parents. Le petit garçon que j’étais à cette époque était impressionné par la masse imposante du glacier que l’on atteignait pratiquement en sortant du train à crémaillère du Montenvers. Il suffisait d’emprunter un sentier de quelques centaines de mètres pour atteindre l’ouverture de la grotte qui était déjà taillée dans la glace à cette époque. Je me souviens parfaitement de la passerelle en planches qui enjambait une profonde crevasse à la belle couleur bleue.

Aujourd’hui, la Mer de Glace est à marée basse, très basse. Le glacier n’avance plus et sa surface s’abaisse année après année. Il a fallu construire un téléphérique puis un escalier de plusieurs niveaux pour atteindre la grotte que l’on s’efforce de préserver car sa seule présence représente  une manne financière non négligeable. Des bâches blanches ont été étalées pour freiner la fonte de la glace autour de l’entrée.

Tout au long de l’escalier en fer, des repères rappellent le niveau de la glace au cours des décennies et des années passées. Un ouvrier qui s’évertuait à évacuer la glace de fonte près de la glace m’a confié qu’il faudrait probablement ajouter un niveau de marches pour atteindre la Mer de Glace en 2018. Il suffit de jeter un coup d’oeil à l’encaissant du glacier pour se rendre compte de la chute rapide de son niveau. Les marques sur la roche ne trompent pas. L’absence de crevasses confirme que le glacier n’avance plus. Je ne suis guère optimiste. Arrivera un moment où l’accès à la grotte deviendra quasiment impossible. Il faudra se contenter de la vue depuis la superbe terrasse panoramique où le blanc de la glace est de plus en plus remplacé par la couleur marron des matériaux descendus des flancs de la montagne…

Voici quelques photos montrant la Mer de Glace en 1956 :

En 1982 :

En 2017:

Photos: G. & C. Grandpey

 

Le Spitzberg (Norvège) fond lui aussi // Svalbard (Norway) is melting away too

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, le changement et le réchauffement climatiques se font sentir très fortement dans l’Arctique, que ce soit en Alaska, au Groenland ou au Spitzberg. Le Spitzberg (aussi appelé Svalbard par les Anglo-saxons), est un archipel norvégien dans l’Océan Arctique. Situé au nord de l’Europe continentale, il se trouve à mi-chemin entre la Norvège et le pôle Nord.
L’automne 2016 au Spitzberg n’a ressemblé en rien à ses prédécesseurs. Le thermomètre a affiché une dizaine de degrés au-dessus de la normale pour cette période de l’année. Il y a eu beaucoup de pluie pendant les mois d’octobre et de novembre, ce qui est inhabituel à cette latitude. Ces anomalies climatiques inquiètent fortement les habitants de Longyearbyen, le principal centre administratif de cet archipel norvégien ; ils se posent des questions sur leur avenir.

Au Spitzberg, la glace fait partie intégrante des écosystèmes, de la société, même de la terre elle-même. En 2016, elle a été aux abonnés absents. En novembre, la glace de mer aurait dû envelopper l’archipel. Au lieu de cela, l’écharpe de glace est restée à des centaines de kilomètres au nord.
Au lieu du vent très froid qui balaye la glace, c’est aujourd’hui la mer qui régit la météo au Spitzberg, avec des pluies de plus en plus abondantes. Entre octobre 2015 et octobre 2016, l’archipel a reçu 64% de pluies de plus que la normale. Il y a même eu une tempête qui a entraîné l’évacuation d’une partie de Longyearbyen à cause du risque de glissement de terrain. En décembre 2015, un homme a été tué lorsqu’une avalanche a enseveli une dizaine de maisons.
Les glaciers, qui prennent habituellement du volume à la fin de l’automne et de l’hiver, reculent de plus en plus ; la pluie s’infiltre et fait fondre la glace. On réalise la fonte du glacier Waggonwaybreen à travers des photos prises entre 1900 et 2015 (voir ci-dessous). Les glaciers du Spitzberg ne font pas que reculer ; ils perdent aussi une soixantaine de centimètres d’épaisseur chaque année
Les habitants attendent les résultats d’un rapport du gouvernement norvégien sur les modifications subies par le paysage. Il se peut que certains secteurs de Longyearbyen soient déclarés dangereux et que les maisons doivent être déplacées. Cependant, certains habitants accueillent les changements avec optimisme. Ils espèrent voir de nouvelles industries comme la pêche à la morue toute l’année ou l’arrivée des crabes des neiges qui vivent habituellement plus au sud.
Ce climat plus chaud sonne le glas de nombreuses espèces qui dépendent de la glace pour leur vie ou leur survie. Les oiseaux de l’Arctique dont en constante diminution et ils sont dépassés en nombre par des espèces venues du sud. L’avenir des ours polaires est incertain car leur population connaît un sursaut depuis l’interdiction de chasse instaurée en 1973. Pas sûr qu’il y ait assez de nourriture pour tous les plantigrades.
Source: Climate Change News.

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As I put it several times before, climate change and global warming are felt very strongly in the Arctic, whether it is in Alaska, Greenland or Svalbard. Svalbard, formerly known by its Dutch name Spitsbergen, is a Norwegian archipelago in the Arctic Ocean. Situated north of mainland Europe, it is about midway between continental Norway and the North Pole.

Autumn 2016 in Svalbard was like no other before. It was about 10°C above the normal for this time of the year. And there was plenty of rain throughout October and November, which is quite unusual at this latitude. For residents of Longyearbyen, the main settlement on the Norwegian archipelago, the weirdness reverberates through the community, causing fear and uncertainty.

Ice in Svalbard is an integral part of ecosystems, society, even the land itself. But in 2016, it failed utterly. By November, the great arms of the Arctic sea ice would normally have wrapped the archipelago. But the ice fringe remained hundreds of kilometres to the north.

Instead of bitterly cold wind driven across the ice, the sea is now governing the weather in Svalbard, bringing more and more rain. Between October 2015 and October 2016, the archipelago was hit by 64% more rain than normal. After a storm, a portion of Longyearbyen was evacuated because of fears of a landslide. In December 2015, a man was killed when an avalanche buried about 10 houses.

The glaciers, which grow through the late autumn and winter are retreating and the rain breaks the ice apart. The melting of the Waggonwaybreen glacier can be seen through photographs of the years 1900 and 2015 (see below). Svalbard’s glaciers are not only retreating, they are also losing about 60 centimetres of their thickness each year

Residents await the results of a Norwegian government report into the changing landscape. It may decide that some parts of the town are unsafe and have to be moved. However, some residents welcome the changes. There is the prospect of new industries, such as a year-round cod fishery or the arrival of the lucrative snow crabs from the south.

But for many of the species that rely on the ice, this competition from warmer climes is a death knell. Arctic bird species are plummeting in number as they are outmatched by southerners. The effect on the polar bears is uncertain because the population is still rebounding since a hunting ban was put in place in 1973.

Source: Climate Change News.

Des images qui se passent de commentaires…

Photo: Svalbard

Andreas Weith