Les icebergs : dangers ou bienfaits pour l'humanité?

Publié par Jacques Bourgois, le 19 novembre 2021 4.1k

Les icebergs, flottant dans l’océan, c’est magnifique, leurs images nous font repenser aux aventures des découvreurs des pôles.

Mais d’où viennent-ils ? Pourquoi se forment-ils ? Pourquoi flottent-ils ? Sont-ils stables ? Que deviennent-ils au fil du temps ?

Si les icebergs peuvent être dangereux pour la navigation, ils peuvent également être utiles.

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Un iceberg c’est quoi ?

Un iceberg est un bloc de glace d’eau douce de masse souvent considérable flottant sur un plan d’eau (mer ou lac). Ils proviennent :

en règle générale du vêlage, fragmentation d’un glacier débouchant sur la mer,
du résultat de la collision d’un iceberg flottant avec une langue glaciaire : en février 2010 un iceberg de 92 km de long a percuté la langue du glacier Mertz (Antarctique) en libérant un iceberg d’un superficie de 2900 km² (taille du duché du Luxembourg),
de tsunamis dont les vagues produites « cassent » la langue glaciaire d’un glacier débouchant sur la mer : en mars 2011 un séisme de magnitude 9 au Japon a provoqué un tsunami dont les vagues sont arrivées en Antarctique au bout de 18 heures en libérant en mer de Ross deux icebergs géants et de nombreux plus petits.

Ils sont de forme variable :

Iceberg tabulaire : forme plate avec une longueur supérieure à 5 fois sa hauteur,
Iceberg trapu : dessus plat et flancs abrupts de longueur comprise entre 3 et 5 fois sa hauteur,
Iceberg biseauté : vertical et abrupt d’un côté, pente douce de l’autre
Iceberg érodé : pente douce et surface irrégulière due à une érosion importante,
Iceberg pointu : présence d’une ou plusieurs pointes de grande hauteur hors de la surface de l’eau,
Iceberg en dôme : surface douce et arrondie typique d’un iceberg ayant basculé récemment.

de taille variable :

de 5 mètres de longueur : les ‘bourguignons’ de masse inférieure à 120 tonnes, leur nom a été donné par les Terre-neuvas car la taille de ces icebergs est comparable à celle d’une barrique de vin de Bourgogne transportée par les navires de commerce,
à plus de 75 mètres : les icebergs géants de masse supérieure à 30 millions de tonnes (le plus grand : 170 km de long).

et de couleur variable :

blancs lorsque la glace renferme beaucoup de bulles d’air,
bleus lorsqu’ils sont formés de glace fortement compressée,
noirs lorsque la glace emprisonne des sédiments provenant des moraines de glaciers ou des fonds marins

Comment se forme un iceberg ?

Tout commence par un glacier : un glacier se forme par accumulation de neige sur la terre ferme. Sous la pression exercée par les différentes couches de neige, elle va se transformer en glace qui du fait de la gravité va s’écouler vers la mer. Puis le front du glacier en contact avec la mer est exposé aux vents, aux marées, aux courants marins, ce qui va occasionner des ruptures et ainsi libérer des morceaux de glace.

Du fait du réchauffement climatique :

la température des océans augmente, ce qui crée un amincissement des calottes de glace, accélérant la production d’icebergs.
la vitesse des glaciers augmente par lubrification, du fait de la présence d’eau liquide sous-glaciaire favorisant la production d’icebergs lorsque la glace rencontre l’eau libre : le glacier Jakobshavn (Groenland) est le plus rapide du monde avec une vitesse de 17 km/an en été, vitesse multipliée par 4 depuis 1990.

Les icebergs naissent en Arctique et surtout en Antarctique qui en produit dix fois plus. Le nombre d’icebergs produits par an est très important : uniquement en Arctique dix à quinze mille icebergs se détachent des glaciers pour rejoindre l’Océan Arctique et quelques centaines seulement atteignent l’Océan Atlantique.

Que deviennent les icebergs ?

Les icebergs flottent naturellement sur l’eau car la densité de la glace égale à 0,917, est inférieure à celle de l’eau de mer (1,025) ou celle de l’eau douce (1,000). Cette différence de densité implique que 87% du volume de glace soient immergés et que seul 13% soient visibles, ce qui fait que la hauteur au-dessus de l’eau d’un iceberg peut varier de moins d’un mètre à plus de 100 mètres.

Les icebergs une fois dans l’eau libre vont entreprendre un long voyage, portés par les courants océaniques et le vent, par exemple : au bout d’un périple de 10 années, un iceberg tabulaire du Groenland a été vu au large des Açores (soit 4000 km à vol d’oiseau).

Schéma de la dérive des icebergs autour de l’Antarctique

Le volume des icebergs à la dérive en mer diminue au cours du temps pour finir par disparaître : cette diminution de volume est due :

au vêlage : un ou plusieurs morceaux se détachent de l’iceberg d’origine pour en former de nouveaux,
à la fonte de la glace : en surface due à l’ensoleillement, en profondeur due la température de l’eau de mer qui est supérieure à 0°C,
à l’érosion en surface : pluie, vent, vagues.

Les icebergs : un danger pour l’humanité ?

Un danger pour les navires :

La flottabilité des icebergs ainsi que leur durée de vie relativement longue (plusieurs années pour les icebergs tabulaires) constituent un véritable danger par collision pour les navires croisant à proximité car ces blocs sont difficilement repérables (l’exemple le plus connu est le naufrage du Titanic en 1912 qui a causé la mort d’environ 1500 personnes).

Cette diminution de volume et cette modification de forme provoquent un déséquilibre de la masse de glace qui peut basculer voire chavirer créant ainsi un autre danger pour les navires. Ceci est surtout vrai pour les icebergs arctiques de forme non tabulaire.

Une vidéo de la désintégration d’un iceberg est visible sur le site : https//www.sblanc.com/les-icebergs/

Un danger pour les terres de faible altitude :

Il est connu que le réchauffement climatique provoque la fonte des glaces, causant une montée des eaux marines. Depuis 1901 le niveau de la mer a augmenté de 20 centimètres et le rythme s’accélère. Si toutes les glaces du monde fondaient, ce niveau augmenterait d’environ 70 mètres ce qui occasionnerait la submersion d’une part importante de territoires. Les zones les plus touchées seraient les pays asiatiques. En Europe, la Grande-Bretagne, la Belgique et les Pays-Bas seraient impactés mais également la France comme le montre la carte ci-dessous et une projection, si la température augmentait de 3°C, de la ville de Bordeaux

Il faut noter que la fonte des glaciers n’est pas l’unique responsable de la montée des eaux. En effet, la température des océans augmentant, leur volume augmenterait également par dilatation thermique. Moins de glace impliquerait également un moindre réfléchissement des rayons solaires provoquant une nouvelle montée des températures … donc une accélération de la fonte des glaces et de l’augmentation du volume des océans.

Le réchauffement de la température des océans aurait également pour conséquence une acidification de l’eau avec de graves conséquences sur la faune, la flore marines et l’économie maritime (pêche, pisciculture, conchyliculture, tourisme).

Les icebergs : bienfait pour l’humanité ?

De l’eau potable pour tous

En mai 2021, le plus gros iceberg du monde baptisé A-76 s’est détaché de la banquise de Ronne (Antarctique) : 170km de long, 25km de large, 4300 km2 soit la moitié de la Corse, 1000 milliards de tonnes ce qui représente la consommation d’eau annuelle des USA … se pose alors un défi, pouvoir récupérer cette eau douce !

Des projets de remorquage d’icebergs de leur lieu de production vers des sites en déficit hydrique ont vu le jour. Les simulations montrent que l’idée est réalisable en minimisant la fonte de la glace durant le transport (mise en place d’un voile de protection pour minimiser la fonte, d’une ceinture flottante pour éviter l’érosion par les vagues) : pour un iceberg tabulaire de 7 millions de tonnes, un remorqueur possédant une force de traction de 130 tonnes serait nécessaire, le voyage de Terre-Neuve aux îles Canaries durerait 140 jours avec une consommation de 4000 tonnes de fioul, la récupération de 4 millions de tonnes d’eau douce est prévisible. Les remorquages ayant déjà eu lieu sont uniquement ceux destinés à éloigner des icebergs menaçant des plates-formes de forage offshores.

Source de vie

Bien que dangereux, les icebergs sont source de vie. En effet, ils drainent avec eux des éléments nutritifs provenant des moraines de glaciers entrainant dans un rayon de plusieurs kilomètres la formation de plancton et d’algues et attirant une faune marine importante comme les crevettes, les oiseaux, … Les icebergs sont donc des ‘estuaires mobiles’ distribuant des nutriments apportés par les fleuves dans les autres océans. Cette concentration de vie végétale est à la base de l’absorption de dioxyde de carbone via la photosynthèse du phytoplancton. Une fois l’iceberg disparu, toute cette matière organique tombera au fond de l’océan, l’oxyde de carbone assimilé se retrouvera sur le plancher océanique et ne sera pas rejeté dans l’atmosphère. Les conclusions de ces études ne sont pas encore totalement publiées mais il est possible de penser que les icebergs lutteraient contre le réchauffement climatique ? affaire à suivre !

Ouverture des passages du nord-ouest et du nord-est : danger ou bienfaits ?

Du fait du réchauffement des eaux océaniques, la banquise a fortement diminué tant dans l’archipel canadien que dans le nord de la Sibérie. Cette fonte de glace laisse penser à l’ouverture de nouvelles routes maritimes entre l’Atlantique et l’Asie, trajet plus court de 9000 km qu’en passant par le canal de Panama et de 17000 km en passant par le Cap Horn en contournant l’Amérique du Sud.

Passages du NW et du NE

Ces nouvelles routes maritimes offriraient des possibilités commerciales et industrielles importantes et permettraient l’exploitation de gisements pétroliers et de minerais considérables.

Cependant, ces itinéraires étant stratégiques pour le Canada, la Russie et les Etats-Unis, des questions géopolitiques se posent : ces nouveaux détroits seront-ils classés comme internationaux et ouverts au transit maritime ou au contraire seront-ils classés comme espaces souverains du Canada et de la Russie ? De beaux combats juridiques en perspective !

Instabilité des icebergs : pour en savoir un peu plus

La flottabilité d’un iceberg s’explique par la poussée d’Archimède : « Tout corps plongé dans un fluide au repos, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre, subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de fluide déplacé ».

Les forces s’exerçant sur un corps plongé dans un fluide sont son poids (force appliquée en son centre de gravité G) et sa portance (force appliquée au centre de gravité se sa partie immergée C) :

(i) Lorsque ces forces sont égales et appliquées sur la même verticale, le corps est en équilibre,

iceberg stable

[G : centre de gravité du solide

C : centre de gravité de la partie immergée

G et C sur une même verticale]

(ii) Lorsque l’iceberg est incliné par une force extérieure (vent par exemple), la position du centre de gravité de la partie immergée est modifiée, ce point devient C’. La verticale passant par C’ coupe la droite |V| en M, point appelé métacentre, qui est un véritable point pivot autour duquel l’iceberg va retrouver l’ancien équilibre (G et C’ sur une même verticale) lorsque la force extérieure sera annulée,

Iceberg instable

[G et C’ ne sont pas sur une même verticale

L’iceberg va basculer vers la gauche autour du point M]

(iii) Lorsque la forme de l’iceberg a été modifiée (partie émergée ou partie immergée) par vêlage, par érosion, la position des centres de gravités sera également modifiée., 2 cas se présentent :

M est situé au-dessus de G : l’iceberg comme dans le cas précédent va retrouver un état d’équilibre de manière à ce que les 2 forces (poids et portance) soient sur une même verticale, en basculant légèrement
M est situé en-dessous de G : l’iceberg est alors dans un état instable et va chavirer pour trouver un nouvel état d’équilibre

Site internet de simulation d’équilibre d’iceberg https://joshdata.me/iceberger.html : où il est possible de dessiner le profil d’un iceberg et de vérifier sa flottabilité et son état d’équilibre.

Un cas amusant : cube de glace placé dans un verre d’eau dont la diagonale principale est verticale (2 sommets opposés placés sur une même droite verticale) …. en théorie : le cube devrait être en équilibre (poids et portance sur une droite verticale), en pratique : difficile, essayez !

Cet article a été écrit en marge de :

l’exposition Antarctique (Ecole des Mines de Saint-Etienne – La Rotonde – octobre/décembre 2021).
De la séance ‘Sciences à la maison’ autour des océans : https://www.youtube.com/watch?v=PSTgffxfRUw&t=670s

Jacques BOURGOIS, Professeur émérite

Centre de Culture Scientifique, Technique et Industriel

Ecole des Mines de Saint-Etienne

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