Entre 1994 et 2017, la planète Terre a perdu 28 000 milliards de tonnes de glace (article en anglais). Cette fonte catastrophique, alimentée par le changement climatique, prend différentes formes. Si la banquise ne représente qu’une petite partie de cette perte, surtout en comparaison aux calottes glaciaires bien plus épaisses, son déclin joue un rôle important sur le climat des hautes latitudes : elle sert en effet d’isolant entre l’océan et l’atmosphère.

Des mécanismes propres

De plus, la banquise, constituée d’eau de mer gelée, ne présente pas les mêmes caractéristiques que les glaciers ou le pergélisol, le sol gelé en permanence. Elle est aussi soumise à des efforts spécifiques, comme les vents et les courants marins, qui entraînent sa dérive, sa déformation et sa fracturation. La banquise se dégrade donc différemment. « Si on aborde la fonte de la banquise sans tenir compte des dynamiques et de la mécanique spécifiques à la glace d’eau de mer, on ne peut absolument pas comprendre le phénomène », appuie Jérôme Weiss, directeur de recherche CNRS à l’Institut des sciences de la Terre (ISTerre) et médaille d’argent du CNRS en 2021. « On sous-estime alors l’ampleur et l’évolution de la dégradation de la banquise, que ce soit sur quelques années ou sur plusieurs décennies ».

Les grands modèles climatiques reposent sur toute une série de modèles plus spécifiques interagissant entre eux. Ceux-ci peuvent représenter les courants marins, le vent, les réactions des polluants et des gaz à effet de serre dans l’atmosphère… et aussi, donc, les mécanismes propres à la banquise. « Le schéma classique de modélisation rhéologique de la banquise ne fonctionne malheureusement pas correctement, car il n’est pas basé sur la bonne physique », souligne Jérôme Weiss. « Mais c’est bien gentil de le dire, il faut proposer autre chose en retour. De plus, ceux qui ont conçu ces modèles, dans les années 1970, ne disposaient ni des données ni des moyens numériques auxquels nous avons à présent accès ».

Des données recueillies en milieu extrême

Les données utilisées pour étudier le comportement de la banquise proviennent de deux grandes sources, issues de campagnes scientifiques souvent compliquées par l’immensité et les conditions extrêmes de l’Arctique et de l’Antarctique. D’abord, des bouées fixées sur la glace de mer envoient des coordonnées GPS tandis qu’elles dérivent avec la banquise. Elles captent également des informations météorologiques comme la température de l’air ou la vitesse du vent. Ensuite, de manière plus ponctuelle, d’autres équipes placent des capteurs de contrainte en forant la glace. Ces tubes enregistrent la compression et la déformation de la banquise. Jérôme Weiss et ses collègues de l’ISTerre développent en parallèle des études sismologiques de la banquise, mais ces travaux souffrent de devoir déployer des instruments coûteux et fragiles face à la rudesse des conditions arctiques…

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