Iraty sous la neige, c'est génial ! Surtout lorsqu'elle est relativement fraîche, comme aujourd'hui, et que le ciel est si bleu qu'il tend presque vers le noir. Nous effectuons une randonnée naturaliste en raquettes sous l'égide du CPIE Pays basque (Centre permanent d'initiative pour l'environnement) représenté par Nicolas Bernos, et c'est François-Olivier Chabot qui guide le petit groupe d'une douzaine de personnes. Vu le temps magnifique, même si le fond de l'air est frisquet, il opte pour une ascension jusqu'aux cromlechs d'Occabé à partir du fond de vallée où se trouve le chalet Pedro. Nous nous échauffons d'abord avec une montée tranquille par une petite route enneigée en lacets que nous quitterons sur un méplat où s'écoule un petit ruisseau pour nous engager sur un sentier forestier jusqu'au col de Zurzay (Sourzay), puis nous gravirons une dernière petite montée plus raide jusqu'au plateau.

Vu la basse température, ce n'est pas la peine de guetter les chants d'oiseaux, c'est à peine si nous apercevrons furtivement en fin d'après-midi un vautour fauve planer dans le lointain, et, presque arrivée en bas, je percevrai le sifflement varié et mélodieux d'un rouge-gorge caché dans les profondeurs de la futaie de hêtres. Pour autant, il ne faut pas croire que toute vie a déserté la montagne. Nous nous en rendons très vite compte en observant des traces dans la neige. François nous aide à deviner quels sont les habitants du bois.

Les premières sont très enfoncées, indice d'un animal lourd aux pattes fines. Elles sont peu espacées, puis on devine un bond pour franchir le talus. Ce ne peut être un sanglier, car son ventre aurait frotté la neige profonde, mais c'est bien un ongulé, car on distingue nettement au fond de chaque trace l'empreinte des deux doigts et des gardes qui indiquent dans quel sens il allait. Serait-ce un chevreuil ? Un cerf peut-être, car le pic d'Orhy n'est pas loin. Ou bien un isard ? Non, car ses empreintes se rapprochent plutôt de celles d'une brebis. Celles que nous voyons sont très parallèles et pas arrondies au bout, ce serait plutôt une biche, plus petite qu'un cerf. En tâtant le fond de l'empreinte, François constate que la neige a eu le temps de regeler, les traces remontent au moins à hier après-midi, car on voit que la neige a fondu et la marque s'est évasée, ses bords se sont adoucis, le passage a peut-être eu lieu aussi bien l'avant-veille, car les dernières chutes de neige se sont produites en milieu de semaine. - Photo : Empreinte d'ongulé. -

Très vite après, nous apercevons dans l'ombre des empreintes beaucoup plus légères, de pattes dotées de 5 doigts, appartenant à un animal qui a su monter tout droit la pente raide. Ce ne peut pas être un blaireau, mais il s'agit très certainement d'un mustélidé, fouine, martre, genette ou belette. On ne voit pas de traces de griffes et les pattes sont plutôt larges. Ensuite, ce sont des traces de renard qui apparaissent. Il ne s'agit pas d'un chien, dont le comportement habituel est de suivre son maître sans jamais trop s'éloigner. Ces traces, au contraire, s'écartent du sentier et s'enfoncent dans le bois. Un lièvre progresse par petits bonds. Nous voyons que ces animaux (mustélidés, lièvres) ont l'habitude de suivre le bord de la route, car les traces vont et viennent, donnant l'impression que plusieurs animaux l'ont fréquenté, alors qu'il ne s'agit peut-être que d'un seul animal qui effectue un parcours familier sur son territoire. De nouveau, des traces de chevreuil bien nettes ne soulèvent aucune équivoque. Nous voyons qu'un renard est monté quasiment à la verticale sans effort apparent car il ne bondit pas. - Photo : Empreinte de mustélidé. -

François sort de son sac une feuille de plastique rigide transparent sur laquelle il trace au feutre noir deux contours d'empreintes, pour nous aider à différencier le renard d'un chien de taille équivalente. Il nous rappelle d'abord que tous les mammifères ont cinq doigts, mais que l'évolution a fait évoluer la forme des pattes en raison d'une adaptation et d'une spécialisation, fonction d'un mode de vie particulier : même le squelette de la baleine montre qu'elle conserve aussi ses cinq doigts dans sa nageoire avant ! Les ongulés marchent sur le majeur et l'annulaire, ce qui permet aux cerfs par exemple d'effectuer des bonds de plus de deux mètres de hauteur. L'index et l'auriculaire, disposés en retrait, sont appelés les gardes, et le pouce, attrophié, se distingue plus haut sur la patte. Les digitigrades marchent sur quatre doigts, le pouce est relevé et pend, inutile : ce sont les lynx, chats, renards... Enfin, il y a les plantigrades comme l'ours, le blaireau ou l'homme. - Illustration : Squelette de baleine franche. -

Donc, si l'on revient aux schémas, il est possible de séparer nettement par un trait les deux doigts de devant de ceux de derrière pour le renard, chaque empreinte s'inscrivant dans un ovale, alors que les empreintes du chien s'inscrivent dans un cercle et la sécante coupe les pelotes arrière. Le coussinet correspond à la base des doigts, et non à celle de la paume. Nous poursuivons notre marche dans un paysage de plus en plus enneigé. Le soleil commence à chauffer, et il nous faut enlever une, deux, voire trois épaisseurs, car nous avions prévu les grandes froidures et il fait finalement bien plus doux, heureusement ! Les arbres sont de plus en plus chargés de neige, dont ils se débarrassent sans prévenir par gros paquets qui s'éparpillent en un nuage de flocons très humides. Les moins chanceux en font l'expérience et ça fait mal, quand cette masse tombe sur la tête ! En plus, la neige fondue s'insère par la nuque sous le sac et le tee-shirt, il faut vite s'en débarrasser, au milieu des rires et des quolibets de ceux qui en ont réchappé, c'est fort désagréable !

Nous dépassons la forêt et observons la neige sculptée par le vent en vagues figées sur le sol. La corniche sur notre droite comporte un décrochement caractéristique provoqué par la présence d'une plaque à vent au-dessous de la couche superficielle. Si la pente avait été plus importante, il y aurait eu risque d'avalanche. François nous explique que la neige a été soulevée par le vent en tourbillons de flocons. Ils se sont déposés sur le versant opposé en une couverture sans cohésion qui a enfermé une poche d'air par dessus la couche antérieure gelée. - Photo : Empreinte des deux doigts au fond de la trace. -

Lorsque nous débouchons sur le plateau, nous sommes saisis par la bise qui nous gèle d'autant plus que nous avons transpiré durant l'ascension. Sur notre gauche, un monticule de pierres noires marque le sommet de l'Occabé, tandis qu'à notre droite, seules quelques rares pierres dressées à demi enneigées signalent que nous sommes sur le plus grand site de cromlechs de la région, que j'avais déjà visité en mai 2009 avec Jacques Blot et Dimitri Marguerat. Après le pique-nique, François nous fait un cours sur la formation de la neige, utilisant de nouveau son petit tableau transparent.

L'eau est une substance décidément bien particulière. Lorsque j'étais à l'école, on m'apprenait qu'elle pouvait se présenter sous trois états, liquide, gazeux ou solide, en fonction de sa température. La réalité est plus complexe que cela, et les météorologues commencent à peine à percer les secrets des nuages. Les trois principales sources de la vapeur sont l'évaporation des plans d'eau liquides, la sublimation des champs de neige, des glaciers, des banquises et l'évapotranspiration des végétaux. Si l'air chargé d'humidité (invisible) est relativement chaud, il s'élève en altitude. Ce faisant, sa pression diminue et il se refroidit, provoquant la condensation de la vapeur d'eau en fines gouttelettes minuscules autour de fines particules de poussière. Il faut environ un million de ces gouttelettes minuscules pour former une goutte de pluie. Lorsqu'elles sont suffisamment grosses et denses, elles deviennent visibles sous la forme des nuages.

Dans un air très pur saturé d'humidité à une température inférieure à -39°C, la vapeur d'eau se congèle spontanément en cristaux de glace. Cela signifie que les molécules désordonnées de l'état gazeux s'assemblent en un état ordonné solide, le cristal, dont la cohésion est due à des forces électriques, car la molécule d'eau est polaire : l’atome d’oxygène O attire vers lui les doublets d’électrons qui le lient aux deux atomes d'hydrogène H. Le pôle négatif est sur O, tandis que le positif est sur H. Il se forme ainsi des nuages de très haute altitude, les cirrus, qui ne donnent pas de précipitations. En effet, comme la température à cette altitude est très basse, les cristaux de glace ne rencontrent que d'autres cristaux et ne peuvent atteindre une masse suffisante pour tomber dans l'air sous-saturé à l'extérieur du nuage sans se sublimer (passer directement de l'état solide à l'état gazeux). - Photos de glace : Sare, 12 février 2012. -

Cependant, s'ils rencontrent un nuage plus chaud avant leur dissipation totale, ils peuvent servir de noyaux de départ pour la formation de précipitations. Des particules ou ions en suspension qui ont des propriétés cristallines très proches de celle de la glace se retrouvent naturellement en très faible concentration dans l'air, venant des sols, des mers et des poussières volcaniques et peuvent aussi faire office de noyaux de congélation pour démarrer le processus de cristallisation dans des nuages à une température supérieure à -20°C.

Je découvre ainsi que, malgré cette température "glaciale", les gouttelettes du nuage sont encore liquides ! Comment est-ce possible ? Elles sont en état de "surfusion", qui est dit métastable, c'est-à-dire qu'une petite perturbation peut suffire à déclencher brusquement le changement vers la phase solide. De manière simplifiée, on peut considérer que dans un liquide libre d'impuretés (n'oublions pas qu'il s'agit de gouttelettes minuscules), les petits germes de solides en voie de congélation sont instables car ils sont refondus par l'agitation thermique. Plus rigoureusement, l'énergie libérée par la solidification ne compense pas l'énergie dépensée pour créer l'interface solide-liquide. Le liquide de la micro-goutte continue donc à se refroidir sans se solidifier. La surfusion d'une gouttelette persiste d'autant plus que son diamètre est petit.

Donc, des impuretés viennent bouleverser cet état métastable, et la cristallisation démarre, sous la forme d'abord d'une germination qui correspond à l'apparition d'une phase cristalline stable à partir de l'eau surfondue des gouttelettes. Puis la taille des germes s'accroît à la surface du cristal par empilement de nouvelles particules qui se logent dans des sites préférentiels (en raison de la polarité de la molécule d'eau).

Ce processus a été décrit par Tor Bergeron en 1935 : à ces températures, la pression de surface des cristaux de glace est moindre que celle de l'eau liquide ce qui fait que les flocons de neige grossissent aux dépens des gouttelettes d'eau surfondues. Dans l'atmosphère, la croissance la plus rapide des précipitations se produit dans la partie du nuage sous le point de congélation, avec un maximum d'efficacité autour de -10 à -15 °C. À cette température, les trois phases de la molécule d'eau coexistent au sein de l'air : de la vapeur d'eau, des gouttelettes en surfusion et des cristaux de glace ! L'effet Bergeron consiste ainsi en un transfert continuel de l'eau liquide des gouttelettes en surfusion vers l'eau solide des cristaux de glace au sein du nuage. Le poids des cristaux de glace finit alors par atteindre une valeur suffisante pour amorcer leur chute et donc la précipitation.

L'aspect des flocons dépend de la température qu'il fait lors de leur formation. À des températures inférieures à -20° C, il semblerait que les petites gouttelettes encore liquides donnent naissance en se congelant à plusieurs germes soudés entre eux, ce qui favorise le développement dans plusieurs plans de plaquettes, dendrites ou colonnes. Ces assemblages prennent le nom de dendrites spatiaux. Jusqu'à -20° C, les gouttelettes se congèlent en produisant un ou plusieurs germes sur lesquels croissent les "monocristaux". Entre -13° C et -18° C, la croissance est plus rapide sur les arêtes : des dendrites se développent et forment un cristal en étoile. Vers -12° C, elle se produit en largeur et conduit à une forme d'hexagone plan de faible épaisseur (plaquette). Entre -6° C et -10° C, la croissance se fait surtout en épaisseur et aboutit à une forme d'aiguilles ou de colonnes hexagonales.

L’effet Bergeron semble bien adapté à la description de la plupart des "départs" de précipitations. Cependant, les valeurs pour atteindre un diamètre normal d'une goutte de pluie ou d'un cristal de neige sont trop longues, de l'ordre de quelques heures. On ne peut alors convenablement expliquer leur grossissement que par l'intervention d'un autre phénomène, la coalescence. Les flocons croissant à des vitesses différentes, ils se déplaceront à une vitesse différente qui est fonction de leur diamètre et du courant ascendant. Les plus gros bougeant plus lentement captureront les plus petits en montant puis lorsqu'ils ne pourront plus être soutenus par le courant, ils redescendront et poursuivront leur croissance de la même façon.

Ainsi, les cristaux de glace qui formeront des flocons de neige prennent différentes formes qui varient en fonction de la température, du degré d'humidité et du vent. Chaque flocon de neige a une histoire différente, il n'y en a donc pas deux pareils. Au cours de leur chute vers le sol, si une tranche d'air est en état de sous saturation, il se produit une sublimation partielle du cristal : les angles vifs s'émoussent et on observe des cristaux aux formes plus douces et parfois très dépouillées. Si l'air a une température négative ou proche de 0° C, les cristaux arrivent au sol. Par temps très froid, ils auront tendance à tomber isolément ou en légers flocons de quelques cristaux. Par temps doux, un début de fonte partielle favorise l'enchevêtrement des dendrites et forme des flocons plus importants et plus lourds. Ils peuvent prendre la forme de boutons de manchette, ou bien de "pizzas" à l'extrême limite avant la transformation en gouttes de pluie.

Les cristaux de glace contenus dans les nuages ont la propriété de diffracter la lumière du Soleil ou de la Lune. C'est la raison pour laquelle il se produit parfois un phénomène de halo. Mais revenons sur Occabé où la neige est effectivement bien tombée. François sort de son sac une baguette pliée en demandant s'il y a parmi nous un expert en montage de tente. Il s'agit d'une sonde, formée de fins tubes creux encastrables les uns dans les autres et reliés par une ficelle. Alternativement jaune et bleu, ils permettent d'évaluer rapidement la profondeur de la neige. Il extirpe aussi de son sac une pelle démontable en plastique bleu fluo et commence à creuser un trou jusqu'au niveau du sol. Il se penche et tâte la neige du bout des doigts : une séparation nette apparaît à 15 cm de profondeur, la couche superficielle commence déjà à se transformer et à fondre, tandis que dessous, elle est plus froide, beaucoup plus légère, et séparée de la précédente par une mince croûte de glace. Au niveau du sol, par contre, la neige fond également, à cause du flux géothermique (la chaleur de la terre).

François nous avertit du danger d'une transformation particulière de la neige sèche (tombée par une température négative) en grains à faces planes. Lorsque la surface du manteau neigeux se refroidit fortement, un gradient vertical de température s’établit dans la neige, car celle-ci est peu conductrice de la chaleur. A partir d'un écart suffisant, le moteur dominant des transformations est la différence de température entre grains voisins. Si on considère deux grains superposés, la partie supérieure du grain de dessous tend à se sublimer (passage direct de l'état solide à l'état gazeux), tandis que la partie inférieure du grain de dessus est le siège de condensation solide (phénomène inverse du précédent). On assiste alors à la formation de facettes planes sur les sites de condensation. La taille des grains augmente et en conséquence, la cohésion de la couche concernée diminue, par suite de la diminution du nombre de liaisons. Ces formes anguleuses font qu'ils glissent dans la main comme du sucre en poudre. Les cristaux peuvent aussi se transformer en gobelets, qui sont un cas particulier des précédents puisqu'ils se présentent sous forme de pyramides striées, généralement creuses et peuvent mesurer plusieurs millimètres. Ils n'ont également aucune cohésion entre eux et auront de ce fait le même comportement mécanique : ils faciliteront le glissement des couches de neige supérieures. Le soleil, en faisant fondre la couche superficielle, permet d'améliorer la cohésion en les transformant en grains fins ou grains ronds (plus ou moins chargés d'eau) et d'éviter le risque d'avalanche.

François s'empare d'un thermomètre qui confirme son diagnostic. Juste sous la surface supérieure, la neige est à +0,4°C ; au-dessous de la ligne des 15 cm, elle présente une température de -0,4°C ; à 20 cm, elle est à +0,1°C et au sol, +0,4°C. C'est un bon exemple. Il nous dit qu'il peut se produire un cas de figure plus surprenant, par temps très froid, avec une température de surface beaucoup plus froide que celle près du sol : c'est le principe de construction des igloos, où la neige est dégagée au centre et amassée en un dôme isolant par dessus. Lorsqu'il y a eu du vent, comme il nous le fait constater en observant un cromlech couvert sur une de ses faces de neige projetée et gelée, les flocons sont brisés en grains fins. S'il a fait très froid les jours précédant notre randonnée, il faut éviter les pentes exposées au Nord. S'il y a eu du vent, des plaques à vent ont pu se former sur les versants N-O et N-E.

Il sort de son sac deux nouveaux instruments, ARVA (appareil de recherche de victimes d'avalanche) ou DVA (Détecteur de Victimes d'Avalanche), et nous en montre le fonctionnement. Chaque appareil peut être positionné en mode émission ou réception, la différence entre les deux qu'il nous présente étant simplement dans la puissance (et le coût). Les ondes hertziennes émises s'écartent "en oreilles" de part et d'autre de l'appareil, tandis que l'autre en mode récepteur émet un bip de plus en plus accéléré au fur et à mesure qu'il se rapproche du but. Certains appareils sont équipés de scanners, de moyen de détection des pulsations cardiaques, car il faut savoir qu'après le premier quart d'heure, il y a seulement 50% de chance de survie sous une avalanche, et au-delà, même si la personne est vivante, elle souffre d'une grave hypothermie qui peut lui être fatale.

Lorsqu'on se trouve pris dans une avalanche, il faut essayer de maintenir les bras devant le visage, pour dégager un espace et respirer l'air qui subsiste dans la neige. Le problème, c'est qu'en expirant de l'air chaud, celui-ci fond la neige autour de soi, qui gèle, formant une couche étanche où le gaz carbonique expulsé finit par asphyxier la personne ensevelie. Il existe maintenant un système nommé Avalung qui permet de contrecarrer cet effet et de gagner un peu de temps pour pouvoir être extirpé vivant de ce piège par les sauveteurs.

Mais il ne faut pas se laisser impressionner par l'évocation de ces dangers. Aujourd'hui, pas de risque, et, en plus, nous sommes bien encadrés. François nous fait passer sous les branches des premiers arbustes qui bordent le plateau, et le taillis se convertit, au fur et à mesure que nous descendons, en une jolie forêt enneigée, illuminée par le soleil de l'après-midi. Nous prenons de l'assurance, et nous nous mettons à trottiner en plantant bien l'arrière de nos raquettes en premier : je retrouve les joies et les plaisirs de notre première expérience, qui remonte à 1999 ! Le temps passe...

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