Institut des géosciences de l'environnement

L'institut étudie simultanément plusieurs thématiques liées au cycle de l'eau à l'échelle mondiale et ses liens sur le climat de notre planète :

• l’évolution passée et présente de la composition de l’atmosphère et les rétroactions Chimie-Climat ;
• le rôle des zones polaires dans le fonctionnement du système climatique ;
• l’océan global : circulation multi-échelles, transports biogéochimiques et échanges avec les milieux connexes ;
• les processus et vulnérabilité de la zone critique pour une meilleure gestion et protection de la ressource et des milieux ;
• les glaciers et processus hydro-glacio-météorologiques de montagne[5] ;
• l’intensification du cycle hydrologique et ses interactions avec les sociétés;
• les risques gravitaires et cryosphère en montagne

La recherche à l'IGE est organisée en neuf équipes[6] - [7] :

• Climat-Cryosphère-Hydrosphère (C2H)
• Dynamique de la cryosphère (CryoDyn)
• CHImie Atmosphérique, Neige, Transferts et Impacts (CHIANTI)
• Risques gravitaires et cryosphère en montagne (ECRINS)
• HydroMétéorologie, Climat et Interactions avec les Sociétés (HMCIS)
• HYdro-Dynamique, Réactivité et Impacts de la Matière dans la Zone critique (HYDRIMZ-STRIM)
• Carottes-Chimie-Climat (ICE3)
• Modélisation des écoulements océaniques multiéchelles (MEOM)
• Processus Hydrologique et Ressources en Eau Vulnérable (PHyREV)

En France, l'IGE étudie depuis 1958 l'évolution de la Mer de Glace dans les Alpes[8] tout en fournissant le service national d’observation du climat et des glaciers afin de constituer une base de données glacio-hydro-météorologiques[9]. L'une de ses études publiée en 2019 dans le journal Geophysical Research Letters y révèle les traces de pollution aux métaux lourds remontant à l'époque Romaine[10] - [11].

La réputation scientifique du LGGE[12] s'est faite avec la reconstitution de l'évolution des climats depuis 800 000 ans, grâce à l'analyse en 1978, par Claude Lorius et son équipe, des gaz traces issus de l'atmosphère terrestre piégée dans les glaces de l'Antarctique près de la base antarctique Concordia. Le laboratoire possède depuis 2002 une expertise dans les observations de la chimie de l'atmosphère et la surveillance des glaciers dans les Andes, en Antarctique et dans les Alpes, grâce au service d'observation GLACIOCLIM, « les GLACIers, un Observatoire du CLIMat »[1].

Développée depuis 2011, les chercheurs du laboratoire ont utilisé en 2015 une nouvelle technologie laser permettant de forer la glace jusqu'à la profondeur de trois kilomètres, leur permettant ainsi des enregistrements climatiques très anciens, largement au-delà d'un million d'années[13].

En août 2016, avec l'aide de la fondation de l'université Grenoble-Alpes, une équipe du laboratoire prélèvent dans le massif du Mont Blanc des carottes de glace sur une hauteur d'environ 140 mètres dans le cadre de la constitution d'une banque mondiale d'échantillons de glace. L'une de ces carottes restant dans la région grenobloise[14], les deux autres doivent être transférées à l'horizon 2020 sur la base antarctique Concordia dans une cave spécialement creusée afin de pouvoir servir aux scientifiques des générations futures[15].

En novembre 2016, dans le cadre du projet "Glaciologie Concordia", une équipe du laboratoire, dirigée par Catherine Ritz[16], se rend à la base antarctique Concordia, seule base européenne cogérée par deux États membre dans l'Antarctique, afin de tester un nouveau matériel capable d'analyser la glace à une profondeur comprise entre 3 000 et 4 000 mètres. À ce niveau, la glace analysée est vieille d'environ 800 000 ans, époque du paléolithique inférieur où la Terre a connu un bouleversement climatique encore mal expliqué de nos jours[17].

Alors que le laboratoire est devenu l'Institut des géosciences de l’environnement, trois tonnes de carottes de glace prélevées au printemps 2017 sur un glacier de Bolivie à 6300 m d'altitude arrivent en parfait état à Grenoble le 17 août 2017[18]. Une première carotte sera analysée à partir de 2019 à Grenoble, alors que la seconde sera stockée sur place jusqu'à l'achèvement de la construction de son abri définitif à l'horizon 2020 sur la base antarctique Concordia. Cette dernière longue de 144 mètres pourra alors être étudier dans plusieurs décennies par les générations futures de chercheurs disposant de nouvelles techniques.

La surface du dôme C en janvier, près de la base Concordia où débutera fin 2021 la recherche de la plus ancienne carotte de glace.

Sur un plan international, la longue expertise en matière de glaciologie de l'institut lui permet de conserver des carottes glaciaires en provenance des cordillère des Andes[19] et d'Antarctique[20] - [21] à des fins d'études dans un premier temps et à plus long terme afin de constituer la première bibliothèque mondiale d'archives glaciaires dans le projet Ice Memory[22]. Le projet se poursuit avec un prélèvement sur le Kilimandjaro[23]. En 2021, dans le cadre du projet Epica porté par dix pays européens, les glaciologues de l'institut débuteront sur le dôme C en Antarctique la recherche de la plus ancienne carotte de glace pouvant remontée à 1,5 million d'années avec l'appui logistique de l'Institut polaire français Paul-Émile-Victor[24] - [25]. Par ailleurs, son large spectre de recherche offre à plusieurs de ses membres des responsabilités au niveau mondial comme Catherine Ritz qui devient en juin 2018 présidente du Comité scientifique pour la recherche en Antarctique (en)[26] ou Arona Diedhiou, expert du changement climatique en Afrique pour le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat[27] - [28]. En mars 2018, un glaciologue de l'IGE, Jérôme Chappellaz, est nommé directeur de l'Institut polaire français Paul-Émile-Victor[29].

Son expertise sur le climat est régulièrement sollicitée par les médias[30]. En 2019, un glaciologue de l'institut médiatise le nouveau phénomène des rivières atmosphériques constituées de masses compactes de vents et de vapeur d'eau sillonnant le ciel sur de longues distances et provoquant notamment la fonte des glaces dans l'Antarctique[31] - [32]. En 2020, Gerhard Krinner, directeur de recherche à l'IGE et auteur du GIEC, confirme un changement de climat en Sibérie lors de la seconde année d'incendies spectaculaires dans cette région[33] - [34] - [35]. Un autre chercheur de l'IGE ayant participé à une étude internationale explique et commente la prévision de l'élévation d'un mètre du niveau des océans attendue à l'horizon de la fin du XXI^e siècle[36] - [37]. L'un de ses confrères météorologue précise que dans ce phénomène « la fonte de la neige en surface joue un rôle déterminant » au Groenland[38].