Des réservoirs de glace artificiels imposants appelés « stupas de glace » sont apparus depuis 2014 comme un moyen accessible de stocker l’eau d’irrigation dans les villages de montagne secs et à haute altitude. Maintenant, des expériences avec des systèmes automatisés ont démontré que la construction de ces cônes de glace géants, qui dépassent 30 mètres (100 pieds), peut être accomplie avec environ un dixième du volume d’eau utilisé par les méthodes manuelles, selon une nouvelle recherche présentée aujourd’hui au Réunion Frontiers in Hydrology à San Juan, Porto Rico et en ligne.
Dans la haute région aride du Ladakh, en Inde, cette amélioration pourrait faire toute la différence. L’approche originale et manuelle de la construction du stupa de glace laisse généralement couler l’eau tout l’hiver. La majeure partie de l’eau ne gèle pas et est perdue. Les températures froides favorisent la croissance des stupas de glace, mais des températures trop froides gèlent l’eau dans les tuyaux d’alimentation.
« Au Ladakh en ce moment, de nombreuses structures de glace ont cessé d’être construites, non pas parce que les agriculteurs ont choisi d’arrêter l’arrosage. C’est parce que le temps a choisi d’arrêter de fonctionner », a déclaré Suryanarayanan Balasubramanian, glaciologue à l’Université de Fribourg en Suisse.
La meilleure solution est de vidanger le tuyau avant qu’il ne gèle. La nouvelle approche automatisée a évité les tuyaux bloqués, en utilisant des modèles et des données météorologiques pour prédire le temps, la durée et le débit optimaux de pulvérisation d’eau pour construire efficacement des stupas de glace, des informations qui, selon les chercheurs, pourraient également être appliquées manuellement.
De nombreux stupas de glace ont fondu en été, mais des tours de glace plus grandes et plus efficaces peuvent durer jusqu’à l’année suivante, devenant potentiellement des structures permanentes pouvant fournir une source d’eau prévisible toute l’année.
Balasubramanian parlera des nouveaux résultats le jeudi 23 juin 2022 lors d’un 19 h 00 HAE (UTC-4 heures) session de discussion en direct.
« Le but de l’expérience était de montrer qu’une meilleure méthodologie existe pour construire ces structures et il y a des leçons simples que nous pouvons en tirer. Pourquoi est-ce important ? Cela montre que ces structures sont actuellement limitées dans leur potentiel. Elles peuvent grandir beaucoup plus gros et durent beaucoup plus longtemps et utilisent beaucoup moins d’eau », a déclaré Balasubramanian.
Chambre froide
Les stupas de glace sont fabriqués en faisant jaillir de l’eau dans l’air pendant l’hiver pour tomber et geler en stalagmites géantes et glacées. Les tuyaux et les fontaines nécessaires à la fabrication de ces grands cônes de glace sont relativement peu coûteux et faciles à obtenir, ce qui signifie que les agriculteurs peuvent les mettre en œuvre sans aide extérieure. De grands stupas peuvent être construits à partir d’un débit de seulement 30 litres par minute, soit 2 à 3 fois le débit d’un tuyau d’arrosage typique, s’il est appliqué de manière constante pendant des mois, a déclaré Balasubramanian.
La méthode, développée pour la première fois au Ladakh, en Inde, a été adoptée dans des endroits secs et à haute altitude au Chili et au Kirghizistan. Le Ladakh se situe à plus de 3 000 mètres (9 800 pieds) au-dessus du niveau de la mer entre la chaîne du Karakorum et l’Himalaya et reçoit moins de 10 centimètres (4 pouces) de pluie ou de neige chaque année. Les réseaux d’irrigation de cette région aride dépendent de l’eau de fonte opportune des glaciers, de la neige et du pergélisol, qui sont de moins en moins fiables dans un climat changeant.
Pulvériser moins, pulvériser plus intelligemment
Balasubramanian et ses collègues ont testé un système automatisé qui contrôlait la quantité d’eau pulvérisée, quand et pendant combien de temps, sur la base de modèles et de données météorologiques. Les résultats préliminaires des mesures par drone ont révélé que le système automatisé distribuait 13% de la quantité d’eau utilisée par le système de fontaine manuelle pour créer des stupas de glace qui délivraient la même eau de fonte ou plus. Les systèmes automatisés ne nécessitaient pas non plus d’entretien hivernal.
Bien que le système automatisé dépasse actuellement les budgets de la plupart des agriculteurs utilisant des stupas de glace, Balasubramanian a déclaré que le développement et la production de masse pourraient faire baisser le prix et rendre le système plus facile à utiliser. Les leçons tirées des expériences d’automatisation sur la façon d’optimiser la durée de pulvérisation et le débit d’eau en fonction des taux de gel historiques dans la localité pourraient être appliquées à la main.
« Nous venons d’effleurer la surface de ces structures, car nous ne parlons que du Ladakh. Mais il ne s’agit pas seulement de cet endroit. Cela pourrait s’appliquer à de nombreux endroits, dont certains sont beaucoup, beaucoup plus froids. Nous ne savons pas vraiment quelle est la limite de taille supérieure », a déclaré Balasubramanian.
Suryanarayanan Balasubramanian et al, Les conditions météorologiques surprenantes favorisant les réservoirs de glace artificiels (Icestupas) (2022). agu.confex.com/agu/hydrology22 … pp.cgi/Paper/1027738