Canons à neige et danses de la pluie : les artificiers de la nature

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Canons à neige et danses de la pluie : les artificiers de la nature

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Des canons à neige fonctionnent en raison du manque de neige à la station de ski de Peyragudes, dans le sud-ouest de la France, le 5 janvier 2023.
Des canons à neige fonctionnent en raison du manque de neige à la station de ski de Peyragudes, dans le sud-ouest de la France, le 5 janvier 2023.
© AFP - Charly TRIBALLEAU

Les hivers sont trop chauds, les étés trop secs. Alors que le réchauffement climatique prive les sols de flocons et de pluie, on voit sortir les canons à neige et les fusées à eau. Des inventions géniales en leur genre, qui aujourd'hui nous interrogent.

Ce sont comme des épouvantails de fumée immaculée. D'un coup de spray, ils recouvrent la terre montagneuse de neige. Bientôt, des skieurs rejoindront ce chemin de glace où aucune sortie de piste n'est véritablement possible, en file indienne sur l'étroit banc de blanc. Scènes de la vie touristique plutôt communes, en cet hiver marqué par une vague de chaleur "exceptionnelle". L'anthropologue Philippe Descola nous avait appris à nous défaire de cette dichotomie toute occidentale entre nature et culture ; voilà qu'elle nous revient sens dessus dessous face au canon à neige, cet objet technique dont le procédé, purement mécanique, permet de créer des flocons en brumisant de l'eau sous pression à basses températures. Mais où est la nature dans ce qu'on appelle la "neige de culture" ?

L'enneigeur, comme d'autres techniques de fabrication d'éléments naturels tel que l'ensemencement des nuages pour provoquer des précipitations sur demande, n'est pas une invention si récente. Mais à l'heure du bouleversement climatique, et aussi génial puisse-t-il être, l'objet a presque quelque chose de funeste : devant lui, on est nostalgique (ou solastalique) des sommets enneigés tout l'hiver.

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Le Billet économique
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Comment on a inventé la neige qui ne tombe pas du ciel

La recette qui permet de battre de l'eau en neige serait un peu comme celle de la tarte Tatin, un bel exemple de sérendipité. C'est en effet à un accident, survenu dans le Grand Nord blanc au cours des années 1940, que l'on doit l'invention de la première machine à faire de la neige. Une équipe de chercheurs canadiens dirigée par un certain Ray Ringer étudiait les effets du givre sur un moteur à réaction, relate le site ThoughCo. En projetant de l'eau dans la soufflerie du moteur, ce n'est pas du givre qu'ils ont obtenu, mais bien de la neige. Miracle rien de moins scientifique : la rencontre pulvérisée entre de l'eau froide et de l'air à une température négative provoque une cristallisation des gouttes, lesquelles retombent sous forme de granules de glace.

Des fabricants se sont saisis de la technique pour commercialiser les premiers enneigeurs (heureux assemblages d'aérographes et de tuyaux d'arrosage), alors que l'hiver, sec et chaud, faisait chuter les ventes de leur matériel à défaut de faire tomber la neige. En 1958, Alden Hanson dépose le brevet de la "soufflante à fabrication de neige" ; vingt ans plus tard, Jim VanderKelen dépose un second brevet sur le canon à neige, après avoir réussi à régler le problème d'apparition de givre sur les lames de soufflerie.

La technologie s'est améliorée au fil du temps, mais le processus reste biomimétique : pour faire de la "neige de culture" (et non de la "neige artificielle", celle qu'on enduit sur les sapins en plastique, puisque les flocons ne sont pas factices), on s'inspire de ce qui se passe dans la nature, en accélérant simplement le phénomène. Les gouttelettes d'eau contenues dans un nuage restent liquides, même lorsque la température descend jusqu'à - 40° C. Au moindre obstacle, aussi petit qu'un contact avec une poussière, et elles se mettent à geler. C'est ce qu'on appelle le phénomène de nucléation : l'eau devient solide autour d'un noyau, et un cristal, dont la forme varie selon la température de l'air, se forme. Le canon à neige reproduit cette collusion en projetant un mélange de gouttelettes d'eau et d'air sous pression ; les particules d'eau atomisées gèlent au contact de l'air froid. Se développent alors des flocons ronds, façon gros cristaux de sucre glace, faciles à damer sur les pistes.

Du plaqué or blanc qui coûte cher à l'environnement

Pour précipiter toujours plus le processus, certains industriels ajoutent des produits chimiques, un additif qui permet aux gouttes de geler plus rapidement, la neige d'être sèche et stable… au prix d'une montagne arrosée d'un produit autrement utilisé pour répandre les herbicides. D'autres entreprises, comme Snomax, ont proposé des agents n'ayant "aucun effet négatif sur l'environnement". Mais comme le rappelle Libération, l'utilisation a fini par susciter l'inquiétude des stations qui en étaient adeptes. L'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anse), a été saisie pour évaluer les risques sanitaires liés à l’utilisation d’adjuvants pour la fabrication de neige de culture, ainsi que le Cemagref (aujourd'hui Irstea). Les instances ont conclu à "effets faibles et à longs termes", mais aussi à la présence de micro-organismes, comme des "germes d'origine fécale, à la fois dans l'eau de ruisseau servant à approvisionner l'usine à neige, mais également dans le circuit de fabrication de la neige de culture". Les gouttelettes projetées par le jet d'air glacé issues de ce bouillon de culture, peuvent alors être infectées.

Autre désagrément de la neige de culture sur l'environnement, fait remarquer l'ingénieure Mylène Lefebvre à Mines Paristech, sa forte consommation en eau. La neige de culture nécessite de mettre en place des réseaux de prélèvements d'eaux souterraines (en moyenne 1 m³ d'eau pour produire 2 m³ de neige), le volume nécessaire est toujours plus important suivant la douceur du climat. En 2021, le projet de retenue collinaire de la Clusaz, en Haute-Savoie avait ainsi provoqué l'opposition d'associations déterminées à défendre ce "joyau de biolodiversité" contre la fuite en avant vers "le tout-ski".

Son poids pèse aussi du mauvais côté de la balance : plus dure et dense, la neige de culture crée un manteau compact qui fond plus difficilement, empêche l'oxygénation des sols et retarde la pousse de nouveaux plants et la revégétalisation des pistes. Enfin, les canons à neige sont plus ou moins énergivores, selon la pression de la machine. Pour les plus voraces, il faut penser l'incidence de l'acheminement, des bassins artificiels à l'usine à neige où se trouvent les pompes électriques et purificateurs d'eau.

La Conversation scientifique
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Skier à blanc ? L'avenir de la montagne sans neige

Les pistes faiblement enneigées de la station Ax 3 Domaines (Ariège), le 27 décembre 2022.
Les pistes faiblement enneigées de la station Ax 3 Domaines (Ariège), le 27 décembre 2022.
© AFP - FREDERIC SCHEIBER / HANS LUCAS

Face aux records de chaleur actuellement observés, le sourire des bonhommes de neige ne cesse de fondre. "L’épaisseur de neige au sol, l’étendue des surfaces enneigées et la durée d’enneigement sont condamnées à diminuer petit à petit au fil des décennies", constate Météo France. À l’horizon 2050, et ce quel que soit le scénario de concentrations en gaz à effet de serre, "les projections indiquent une réduction de la durée d’enneigement de plusieurs semaines et de l’épaisseur moyenne hivernale de 10 à 40 %, en moyenne montagne".

Beau temps pour sortir les canons, alors ? Devant la "fonte en avant" de l'industrie des sports d'hiver, dans certaines stations de ski on s'en remet à d'onéreuses machines comme celles de la SnowFactory, une technologie qui permet de produire de la neige… sans température négative. L'entreprise TechnoAlpin qui la commercialise vante par exemple les mérites de "la Dome", capable de "produire de la neige jusqu'à une température extérieur de 35 °C". Idéale pour les "snow center et les fun parks, les centres commerciaux ou d’autres applications en zone urbaine", lit-on... Ou les jeux d'Hiver de 2029 confiés à l'Arabie Saoudite, prête à déployer des pistes de ski dans ses déserts.

Les Nouvelles du Meilleur des mondes
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Faut-il déjà se faire à l'idée d'une vision des montagnes dans leurs habits d'été en toutes saisons ? Face à l'inéluctable effeuillage du manteau neigeux, "d’ici vingt-cinq ans, quel que soit le scénario d’émissions de gaz à effet de serre, la durée d’enneigement se réduira de plusieurs semaines", alerte Magali Reghezza-Zitt dans Libération. Ou, autre façon d'envisager l'ampleur des dégâts : "+1 °C de température globale, c’est un mois d’enneigement en moins". Pour la géographe, la neige de culture est un pis-aller au regard du déclin de l'enneigement naturel. La perspective : un tourisme hivernal décarboné, adapté au changement climatique et plus durable pour les acteurs du secteur...

Celui-ci s'y prépare, non sans difficulté. Il y a deux ans, Le Monde racontait la rencontre entre un industriel du ski alpin et un défenseur d'une montagne plus nue. Si l'"un construit des télécabines pour convoyer les skieurs, l’autre démonte les téléskis rouillés des stations où le ski a disparu", les deux ont en tête l'extinction de l'or blanc. Dans une tribune publiée en septembre dernier dans Le Monde, un collectif de militants pour l'environnement appelait à "ne pas tuer la poule aux œufs d’or dont nombre de communes font leur publicité (une nature sauvage, torrents, lacs, forêts, faunes préservées)", et développer des activités de randonnées, partager l'espace avec le pastoralisme… tandis que des étudiants savoyards imaginent "la montagne de demain", sans voitures ou aux remontées mécaniques coiffées de panneaux photovoltaïques.

À réécouter : En attendant la neige
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Quand la pluie ne tombe plus

Un employé produit de la pluie artificielle en utilisant un vieux char pour l'ensemencement de nuages, à Xian, au Nord de la Chine, en 2009.
Un employé produit de la pluie artificielle en utilisant un vieux char pour l'ensemencement de nuages, à Xian, au Nord de la Chine, en 2009.
© AFP - CHINA OUT GETTY OUT AFP PHOTO STR

Si cet hiver ne manque pas d'averses, au point d'empêcher la neige de tomber, notre dernier été a été marqué par plusieurs canicules (il est le plus chaud enregistré en Europe, indique le service sur le changement climatique Copernicus), ainsi qu' une grave sécheresse, amenuisant les réserves d'eau. Dans certaines régions du monde, de la Chine au Burkina Faso, la situation critique pousse les autorités à faire la danse de la pluie… avec des fusils (ou ce qui y ressemble).

L'invention de la technique d'ensemencement des nuages pour créer de la pluie artificielle remonte également à la fin des années 1940. Employée pour la première fois aux Etats-Unis pour lutter contre la sécheresse, mais également contre la grêle qui menace les cultures, elle consiste à provoquer la chute des gouttelettes d'eau condensées du nuage, trop petites pour tomber sous forme de pluie. Les nuages sont infiltrés par des agents actifs, un mélange d'iodure d'argent et de sels hygroscopiques, pour former des noyaux de pluie. "Les substances utilisées pour l’ensemencement des nuages sont hydrophiles et permettent de fixer la vapeur d’eau dans l’air à un noyau de condensation ou de favoriser l’agrégation des gouttelettes d’eau présentes dans les nuages", explique le physicien et climatologue François-Marie Breon  sur France Culture.

La Question du jour
8 min

Pour toucher ainsi ces nuages qui ne pleurent pas, plusieurs outils sont utilisés : des avions aux ailes qui déversent sur eux ces particules, des vaporisateurs au sol diffusant un mélange d'iodure d'argent et d'acétone qui s'élève dans les airs grâce un brûleur ou des ballons d’hélium ou, dernier outils de nos artificiers de la pluie, des fusées dirigés vers les cumulus (image ci-dessus). On ne crée pas de nuages, donc, et l'effet est limité. On estime que cette technique augmente les précipitations de l'ordre de 5 à 20 %. Quant aux conséquences environnementales de l'utilisation de ces agents, elles ont jusqu'à présent été jugées minimes. "L’iodure d’argent se retrouvant ensuite au sol, il peut contaminer les surfaces, souligne François-Marie Breon, mais les études n’ont pas relevé une augmentation significative des contaminations au sol".

L'Invité(e) des Matins du samedi
15 min

Les maîtres du temps : faire la pluie et le beau temps…

Disperser les brouillards, empêcher la grêle, faire tomber la pluie et la neige… Nombre de programmes de modification artificielle du temps sont recensés à travers le monde. Le projet le plus important est actuellement mené en Chine, où un véritable Bureau des modifications météorologiques, ouvert depuis 1973, travaille au contrôle de la météorologie du territoire. Pour aller plus loin encore, certains Etats tentent de modifier directement la composition de la stratosphère ou bien de fertiliser les océans, afin qu'ils stockent davantage de CO².

En sus des inquiétudes environnementales qu'il suscite, l'usage de ces outils nous interroge aussi d'une façon plus philosophique. Que disent ces projets de notre rapport aux ressources naturelles ? Comment le capitalisme s'adapte-t-il au dérèglement climatique en promettant toujours leur disponibilité, détournant nos yeux de leur rareté par le spectacle et le commerce de ces innovations ? Cette ingénierie préoccupe par ailleurs certains observateurs, dans la mesure où elle peut entraîner des conflits dans les régions transfrontalières (en 2018, par exemple, l’Iran accusait les Émirats arabes unis et Israël de voler la pluie de "ses" nuages) ; et sur le plan juridique, rien n'encadre véritablement leur usage, sinon la Convention sur l’interdiction d’utiliser des techniques de modification de l’environnement à des fins hostiles ( ENMOD), adoptée par l'ONU en 1976. Mais ces actions météorologiques sont, de fait, difficilement traçables. La maîtrise de la météorologie est plus que jamais géopolitique : dès 1996, relate la chercheuse Marine de Guglielmo, spécialiste des enjeux stratégiques liés au dérèglement climatique, les forces de l'air nord-américaine se donnaient pour objectif de "détenir la météo" d'ici 2025 afin de mener à bien leurs opérations, de la gestion locale des nuages à celle des brouillards...

La Méthode scientifique
58 min