NEIGE

Métamorphoses de la neige sèche

La neige est un matériau en constante évolution, qui se transforme sous les effets de son propre poids et sous ceux des différents paramètres météorologiques, comme la température, l’humidité ou la pluie. On parle alors de métamorphose.

Lorsque la température reste inférieure à 0 ⁰C, on dit que la neige est sèche. Deux phases de l’eau ( vapeur et solide) sont alors en présence. Il n’y a pas d’eau liquide. En raison des « effets de courbure » sur les tensions d’équilibre entre la glace et la vapeur d’eau, les régions concaves des cristaux ont alors tendance à gagner des molécules d’eau au détriment de la vapeur (condensation solide) pendant que les régions convexes en perdent ( sublimation). De ce fait, les contours des cristaux s’adoucissent, les plus petits cristaux disparaissent et les autres évoluent pour prendre la forme de petits grains plus ou moins sphériques dont le diamètre est généralement compris entre 0,5 et 2 millimètres. Au fur et à mesure que la couche se tasse sous l’effet de son propre poids, les grains se rapprochent les uns des autres et se soudent ( phénomène de frittage) pour former une couche compacte : c’est la phase de consolidation.

Un autre processus important dans la métamorphose est associé aux effets du gradient de température, c’est-à-dire aux effets des variations de température qui se produisent à l’intérieur de la couche de neige. Un gradient important s’observe fréquemment entre la surface froide et les couches plus profondes réchauffées par le sol qui avait emmagasiné de la chaleur pendant la période estivale. Chaque grain de la couche est alors plus chaud que celui qui se trouve directement au-dessus de lui. Comme les cristaux les plus chauds libèrent plus facilement des molécules que les cristaux plus froids, il s’ensuit une tendance à la sublimation des premiers, suivie d’une condensation solide de la vapeur d’eau sur les seconds. Cette cristallisation de la vapeur sur les points froids conduit à l’apparition d’aspérités anguleuses et s’oppose donc à l’effet de courbure. Ainsi, la forme future des grains de chaque couche dépendra-t-elle du rapport de forces ou d’un compromis entre ces deux effets.

Lorsque la différence de température est importante, les flux de vapeur sont intenses. Ils conduisent alors à l’apparition de grains à faces planes dont la base se développe rapidement par condensation de la vapeur d’eau provenant des grains qui se trouvent en-dessous, pendant que leur partie supérieure se sublime et prend un aspect plus arrondi. Les cristaux prennent une forme pyramidale –  on parle alors de « gobelets » ou de givre de profondeur –, de dimensions dépassant parfois de 4 millimètres. Cette neige est meuble, de faible consistance. Elle ressemble à de gros grains de sel. Dans ce cas, la cohésion de frittage de la couche devient très faible, ce qui induit une instabilité́ latente importante et peut être à l’origine de nombreux départs d’avalanches.