Un simulateur de pergélisol pour mieux anticiper les conséquences de son dégel

En se basant sur des supercalculateurs parmi les plus puissants, une équipe du laboratoire Géosciences environnement Toulouse (GET, UT3/CNRS) développe un nouveau simulateur permettant de modéliser en détail les effets multiples de la fonte progressive du pergélisol.

Avec le réchauffement des températures dû au changement climatique, le pergélisol (ou permafrost, en anglais) commence son dégel et menace de relâcher d’immenses quantités de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. La présence de permafrost modifie considérablement les flux d’eau, la stabilité des sols et les conditions environnementales de multiples manières, ce qui n’est pas sans conséquence pour les écosystèmes et les activités humaines dans les régions froides. Par exemple, le sol gelé est bien moins perméable et donc le pergélisol limite considérablement la percolation en profondeur des eaux infiltrés.

Ainsi, il est des zones de taïga où le cumul des pluies est de type désertique et où le mélèze, un arbre de la famille des pins, ne peut se développer que grâce à la présence du permafrost. Le modéliser devient donc nécessaire afin d’anticiper au mieux les impacts de son dégel. Néanmoins, ce type de modélisation est particulièrement difficile du fait des non-linéarités et des couplages caractérisant les processus physiques impliqués : les transferts d’eau et de chaleur en milieux poreux avec des périodes de gel et de dégel.

Le bassin versant de la Kulingdakan (adapté de Viers et al., 2015), en zone de permafrost continu, avec une visualisation du maillage utilisé pour sa modélisation avec permaFoam.

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sur le site de l’université Toulouse III – Paul Sabatier

Contact: Laurent Orgogozo (Enseignant-Chercheur UPS)

Sources :

Orgogozo L., Xavier T., Oulbani H., Grenier C. Permafrost modelling with OpenFOAM®: new advancements of the permaFoam solver. Computer Physics Communications

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