par Mylène LEFEBVRE du mastère RSEDD MINES ParisTech

 

La plupart des domaines skiables des Alpes et des Pyrénées ont recours aux usines de production de neige artificielle. Cette neige de culture permet de fournir une hauteur de neige suffisante pour la pratique des sports d’hivers. Aujourd’hui, on estime que la proportion de domaines équipés de tels engins est de 30% et on pense atteindre 40% dans les années à venir.

Les premiers enneigeurs ont été déployés à la fin des années 80, début des années 90. C’était à l’époque la solution pour pallier au déficit d’enneigement attribué au phénomène de réchauffement climatique. Petit à petit, c’est devenu un équipement de base des stations et le nombre des stations qui investissent dans l’enneigement artificiel est en constante progression.

La neige de culture soulève toutefois la question de ses impacts environnementaux…

 

Un procédé de fabrication simple mais….

Les canons à neige ou enneigeurs permettent de fabriquer de la neige à partir d’eau et d’air comprimé lorsque l’air ambiant est suffisamment froid.
Leur principe de fonctionnement est simple : on mélange de l’air comprimé à de l’eau et on pulvérise de fines gouttelettes d’eau dans de l’air ambiant pour qu’elles se congèlent avant d’atteindre le sol. On obtient ainsi de la neige artificielle qui se dépose sur les pistes de ski.

Il faut cependant noter que la congélation des gouttes d’eau intervient généralement entre -6 et -10 °C. Il est plus difficile de fabriquer de la neige entre -6 et -2° C. C’est pourquoi on ajoute parfois dans l’eau des additifs qui favorisent la congélation.

 

Flocons sphériques ou hexagonaux…

Les flocons de la neige de culture ont une forme sphérique, ils ressemblent à des cristaux de sucre. Contrairement aux flocons qui tombent du ciel, qui ont une forme hexagonale. Conséquence de cette subtile différence : la neige artificielle dure plus longtemps, est plus dense (pesant de 330 à 450 kg par m³, contre 40 à 180 kg/m³ pour la neige naturelle) et donc se dame mieux.

Aucun flocon de neige naturelle ne se ressemble, chacun a sa forme, contrairement aux flocons artificiels qui ont tous une forme de goutte. En revanche, tous les flocons tombant du ciel ont six « pointes ».

Il existe deux systèmes d’enneigeurs : le système haute pression et le système basse pression.

# Le système haute pression nécessite une installation lourde : usine à neige, canalisations et canons. Les canalisations amènent de l’eau refroidie et de l’air sous forte pression (de 20 à 80 bars) vers les canons à neige. Le mélange air-eau se fait dans le canon. L’enneigeur est de type « perche ». Inconvénients : ce système bruyant consomme beaucoup d’énergie pour le refroidissement de l’eau et le fonctionnement des pompes et des compresseurs

# Dans le système basse pression, le canon reçoit seulement de l’eau sous pression. Le mélange avec l’air et le refroidissement se fait à l’aide d’un puissant ventilateur. Avantages : Ce système est donc moins gourmand en énergie et moins bruyant.

Ces deux systèmes sont souvent utilisés par les stations de manière complémentaire. Ils sont généralement pilotés par ordinateur et reliés à des capteurs qui mesurent la température et l’hygrométrie afin d’optimiser leur utilisation et garantir aux touristes un enneigement de bonne qualité.

Aujourd’hui, les technologies ont bien évolué et nous en sommes aux enneigeurs de troisième génération. Ils sont deux fois plus performants et consomment moins d’eau (1 m3 d’eau suffit maintenant pour produire 2 m3 de neige). En dix ans, leur consommation d’énergie a été divisée par 2.

 

Mais quels sont les impacts de la neige de culture sur l’environnement ?

L’enneigement artificiel a plusieurs conséquences sur l’environnement :

• une utilisation importante des ressources en eau(modification du cycle de l’eau)
• une consommation d’énergie très importante(les 10.000 canons à neige français consomment 108 millions de kWh)
• un impact sur les sols, la faune et la flore
• une pollution éventuelle par les additifs ajoutés dans l’eau

♦ Utilisation importante des ressources en eau

Le processus de production de neige artificielle affecte significativement le cycle de l’eau. En effet, il est perturbé à deux niveaux : lors des prélèvements, ce qui modifie le volume d’eau présent dans la source, et lors du stockage et de la production qui provoquent un déficit local temporaire en eau. Ces problèmes s’accompagnent souvent des pertes ayant lieu lors des différentes étapes de fabrication. Près de 20% de l’eau peut être perdue par évaporation durant le processus.

Les stations prélèvent l’eau pour la production de neige artificielle soit à partir de réseaux en eaux superficielles et souterraines, soit à partir des réseaux de distribution d’eau potable ou, parfois, à partir d’aménagements hydroélectriques.

L’enneigement de base correspond à une hauteur de neige de 30 centimètres. Par conséquent, l’enneigement d’un hectare nécessite un volume d’eau d’environ 1000 mètres cube. Ces volumes nécessaires peuvent être largement dépassés au cours des épisodes de climat doux et pourraient à long terme augmenter avec le réchauffement climatique

♦ Consommation énergétique importante

La production de neige artificielle est un processus fortement consommateur d’énergie. Cette consommation d’énergie comprend d’une part l’énergie nécessaire au pompage de l’eau à partir de la source et son acheminement jusqu’à l’usine, d’autre part l’énergie nécessaire au procédé de production.

À Avoriaz, par exemple, sur une saison entre 450 et 500.000 kWh sont consommés pour la production de neige. L’électricité compte ainsi pour environ 30 % du prix de revient d’un m3 de neige. Et quand on sait qu’1 m3 coûte entre 80 centimes et 1 euro selon les conditions climatiques et le soin apporté à la gestion du manteau neigeux, on comprend qu’il est vital pour une société d’exploitation de réduire sa consommation énergétique.

L’époque où chaque nuit les canons à neige étaient systématiquement mis en fonctionnement est révolue, ou presque… Désormais, sur une saison, une usine de production tourne l’équivalent de 2 semaines. Le plus souvent en amont de la saison. L’objectif est double. D’une part, la consommation d’énergie n’est pas simultanée avec celle des remontées mécaniques. D’autre part, la neige de culture déposée en amont des chutes de neige naturelle a vocation à consolider la couche neigeuse pour toute la saison.

♦ Impacts sur les sols, la faune et la flore

La neige artificielle a de nombreux impacts à différentes échelles sur les sols, sur la flore ainsi que sur la faune. Ces trois aspects sont intimement liés.

• Des propriétés physiques et chimiques différentes

Du fait du processus de fabrication, la neige artificielle contient d’avantage d’eau que la neige naturelle, et a donc une densité plus élevée. Cette différence est à l’origine d’une fonte tardive qui peut être retardée de 4 semaines dans les endroits les plus sensibles. Ces différences peuvent directement impacter le milieu naturel.

• Augmentation de la température du sol

La neige a naturellement un effet isolant. Lorsqu’elle se dépose, elle assure une température de 0 degré, empêchant le sol recouvert de descendre à des températures négatives. Elle empêche ainsi le gel du sol et des plantes recouvertes. La neige artificielle, plus dense et plus durable, réduit les pertes de chaleur et provoque l’augmentation de la température du sol. La prolongation des températures proches de zéro peut avoir de nombreuses conséquences sur la microfaune du sol, notamment avec un développement accru des champignons au dépend des bactéries.

• Modification de la structure du sol

Un sol non recouvert de neige va subir une alternance de cycles de gel et de dégel permettant d’apporter de la cohésion au sol et ainsi d’en améliorer la structure. Ce phénomène est important pour les sols des stations du ski qui du fait de nombreuses manipulations (terrassement, remblais, déboisement, création de pente) n’ont parfois aucune structure définie. En modifiant les temps de couverture des sols, la neige artificielle peut entraîner la perturbation de ces cycles. Sa densité plus élevée va également provoquer une plus grande pression par unité de surface et peut ainsi réduire sa porosité.

• Impacts sur la chimie du sol

L’eau utilisée pour la production de la neige artificielle est en grande partie issue du ruissellement, du captage de sources ou du pompage dans des cours d’eau. Cette eau qui a déjà parcourue un long chemin s’est chargée en différents minéraux et sa concentration en ions sera plus élevée que pour de l’eau directement issue de précipitation avec un pH légèrement plus élevé. Cet apport supplémentaire peut entraîner un enrichissement minéral des sols et perturber le fonctionnement local des micro-organismes et des végétaux. La forte densité de la couverture neigeuse va également limiter les échanges gazeux entre le sol et l’atmosphère, allant même jusqu’à créer des conditions locales d’anoxie. Il faut également prendre en compte des pollutions indirectes résultant du fonctionnement des canons à neige, comme des fuites d’huile par exemple.

• Impacts sur la végétation

La végétation peut être impactée de plusieurs façons.

Tout d’abord, le retard de fonte peut retarder la repousse des nouveaux plants puisque ces derniers devront percer la couche neigeuse avant de se développer. Les températures resteront proches de zéro plus longtemps et les jeunes pousses subiront un manque d’ensoleillement durant cette période ce qui peut entraîner une réduction de la biomasse. Une neige plus dense et plus lourde sera plus difficile à percer par les jeunes plants et le développement de plantes cryogènes sera favorisé aux dépens des autres espèces moins résistantes qui ne pourront percer la couche de neige. On assistera donc à une modification du peuplement végétal et à la dominance de certaines espèces, avec la possible diminution des graminées.

La végétation est également un facteur indispensable à la cohésion des sols grâce au développement des racines. Or, sur les pistes de ski, cette cohésion est largement diminuée par les travaux préalables de déboisement et de restructuration. La diminution de la biomasse et le mauvais développement des plantes peuvent entraîner une augmentation des phénomènes d’érosion.

La végétation peut également être impactée par les modifications chimique du sol occasionnées par la neige de culture. L’enrichissement en ions des sols ou la modification du pH occasionnés par la neige de culture peut facilement perturber le fonctionnement au niveau des racines, et donc le développement de la plante dans son ensemble.

• Impacts sur la faune

Ils peuvent être de plusieurs types.

L’impact le plus important est le bruit du fonctionnement des canons à neige. Ils émettent entre 60 et 80 décibels (le bruit du marteau-piqueur est estimé à 120 décibels). Leur mise en fonctionnement se fait la nuit, lorsque les températures sont inférieures à zéro afin d’optimiser la production de neige. Or c’est la période où les animaux sont les plus actifs, lorsque les pistes se vident de leurs skieurs et où l’obscurité apporte des abris contre les prédateurs. Leur comportement naturel en sera donc modifié.

De même, le retard de la re-végétalisation des pistes, ainsi que la modification des espèces présentes, peuvent impacter l’apparition des insectes, oiseaux et autres animaux sauvages qui pourraient en dépendre directement pour l’alimentation ou la reproduction. Une biomasse insuffisante pourrait occasionner un manque de nourriture pour les herbivores et un déséquilibre de l’écosystème local.

♦ Le cas particulier de l’ajout d’adjuvants (pollution atmosphérique)

Dans certains pays, un additif biologique est utilisé dans la production de la neige artificielle. Le produit le plus connu est le Snomax. Cette technique consiste en fait à pulvériser avec l’eau des bactéries désactivées qui vont accélérer le processus de refroidissement de la neige. Il devient alors possible de former de la neige à des températures légèrement plus élevées (0°C), mais surtout on obtient une neige de meilleure qualité, plus sèche. Cette méthode a été utilisée en France entre 1992 et 2005 dans quelques stations des Alpes. Depuis 10 ans, la France a décidé d’interdire son utilisation.

 

 

Conclusion

A tous les impacts potentiels décrits précédemment doivent être ajoutés ceux provoqués par la construction d’une retenue collinaire, indispensable au stockage de l’eau pour la production de neige artificielle. L’écosystème montagnard peut être profondément modifié, aussi bien d’un point de vue physique que chimique, perturbant le précieux équilibre de ce milieu.

Bien que les apports d’un point de vue économique soient justifiables, ces impacts sur le milieu naturel sont à prendre en compte de façon sérieuse.

De nombreuses stations investissent lourdement pour acquérir du matériel de dernière génération afin de réduire leurs impacts. Des moyens d’optimisation ainsi que des mesures compensatoires peuvent être aussi envisagées pour certains aménagements afin de concilier ces différents aspects.

Lors des de vos prochaines vacances sur les pistes de ski enneigées naturellement cette année (je l’espère pour la conservation de notre écosystème montagnard!), pensez aussi à l’impact de vos propres activités de sports d’hiver sur l’environnement….

Pour info : Selon l’Écoguide des stations publiées par Mountain Riders, le transport des voyageurs est la principale source d’émission de Gaz à effet de serre (GES) pendant la saison des sports d’hiver. En moyenne, les émissions de GES provoquées par les déplacements en voiture ou en avion causent 57 % des émissions, 27 % sont dues au chauffage et à l’électricité. Et seulement 2 % liés à l’activité du ski.

A méditer : Alors que l’on prévoit une hausse des températures de +2 à +4°c à la fin de ce siècle, plusieurs questions se posent :

– Comment les stations alpines de moyenne altitude pourront-elles se reconvertir pour rester attractives malgré le manque de neige ?

– Les stations de ski, situées plus au nord, sont-elles prêtes en termes d’infrastructure à accueillir plus de monde ?

– Faire du ski en France sera-t-il durable ?

 

 

 

Documentations :

http://www.larosiere.ski/la-neige-de-culture

https://france3-regions.francetvinfo.fr/auvergne-rhone-alpes/isere/alpe-huez-70-enneigeurs-derniere-generation-produire-neige-culture-plus-tot-1362185.html

https://www.la-croix.com/Ethique/Environnement/Comment-est-fabriquee-la-neige-de-culture-2015-12-28-1397522