Problèmes au pôle | Polarjournal
Vue de la couche de neige sur l'extérieur des arches contenant la centrale électrique de la station Admunsen-Scott (tuyaux d'échappement à gauche), l'entrepôt logistique (porte de gauche) et l'installation d'entretien des véhicules (porte de droite). Les extensions des bouches d'aération des arches sont visibles au-dessus de l'installation d'entretien des véhicules, indiquant l'épaisseur de la neige. Photo : Seth Pilgrim
Vue de la couche de neige sur l’extérieur des arches contenant la centrale électrique de la station Amundsen-Scott (tuyaux d’échappement à gauche), l’entrepôt logistique (porte de gauche) et l’installation d’entretien des véhicules (porte de droite). Les extensions des bouches d’aération des arches sont visibles au-dessus de l’installation d’entretien des véhicules, indiquant l’épaisseur de la neige. Photo : Seth Pilgrim

Se rendre à la station du pôle Sud Amundsen-Scott n’est pas une mince affaire. Construite il y a près de vingt ans, la station se trouve juste à côté du pôle Sud et à plus de 800 miles (env. 1 300 km) de la principale station de recherche américaine sur la côte antarctique. C’est un endroit aussi isolé que n’importe où sur terre. Entre novembre et février, l’été dans l’hémisphère sud, il abrite environ 150 scientifiques et membres de l’équipe de soutien qui s’efforcent d’accomplir tout ce qu’ils peuvent pendant qu’il fait relativement chaud. Pourtant, plusieurs problèmes se posent à la station et à son fonctionnement.

Les États-Unis maintiennent une présence permanente au pôle Sud depuis 1957 et occupent la station actuelle depuis 2007. À l’approche de ses vingt ans de service, Amundsen-Scott s’use prématurément sous l’effet conjugué d’un climat implacable et d’un manque d’entretien, tandis que les débris issus de décennies d’activité au pôle Sud posent un problème environnemental de plus en plus grave.

La nature impitoyable de l’environnement est au cœur des deux problèmes du pôle Sud. Bien qu’il neige rarement, le pôle Sud accumule une dizaine de centimètres de neige par an. Cette accumulation est si constante que tout ce qui reste à la surface est finalement enterré. Lorsque Roald Amundsen est devenu le premier à atteindre le pôle Sud en 1911, son équipe a monté et laissé une petite tente en toile. Aujourd’hui, des indices suggèrent que la tente existe toujours, enfouie sous la neige et la glace au fil du temps. La National Science Foundation (NSF) a tenu compte de la volonté de Mère Nature de maintenir le plateau antarctique plat et exempt de débris humains lors de la construction de la station existante.

Les ingénieurs ont construit la station Amundsen-Scott et les bâtiments scientifiques qui l’entourent en tenant compte de l’évolution constante de l’environnement. À l’origine, les cinq principales installations du pôle Sud étaient surélevées par des piliers ou des cadres au-dessus du niveau de la glace antarctique. Cette caractéristique exploite les vents forts et presque constants du plateau antarctique pour balayer la neige sous chaque bâtiment afin d’éliminer toute dérive. Bien que les travaux de conception et la zone située sous les installations surélevées soient généralement exempts de neige, cela n’empêche guère l’accumulation de neige dérivante devant et autour de ces installations. Près de deux décennies d’accumulation, la neige autour de tous les grands bâtiments est près de deux étages au-dessus du niveau de 2007.

Des années de neige accumulée recouvrent des matériaux stockés en vue d'une utilisation future sur l'un des bermes de stockage actif de la station du pôle Sud Admunsen-Scott. Photo : Seth Pilgrim
Des années de neige accumulée recouvrent des matériaux stockés en vue d’une utilisation future sur l’un des bermes de stockage actif de la station du pôle Sud Amundsen-Scott. Photo : Seth Pilgrim

Les concepteurs ont anticipé l’accumulation inévitable et ont traité le problème en prévoyant de déplacer ou de surélever les bâtiments périodiquement. Toutefois, cette solution n’a jamais vu le jour. Au contraire, une petite équipe d’opérateurs d’équipements lourds effectue chaque année une énorme opération de déneigement pour permettre la poursuite des activités. Bien qu’ils soient en mesure de rétablir l’accès aux installations et aux équipements, ils ne parviennent pas à faire face à l’accumulation constante de neige. La NSF a récemment commencé à se pencher sur la nécessité de déplacer ou de surélever les bâtiments en 2023 et ne devrait pas commencer à corriger le problème avant 2025 au plus tôt.

Malheureusement, l’accès aux bâtiments surélevés, bien qu’important, n’est pas le problème le plus urgent auquel est confrontée cette installation vieillissante. La station dépend également de plusieurs installations de soutien, connues collectivement sous le nom d’Arches, qui sont lentement détruites par l’environnement hostile. Fabriquée à partir de feuilles d’acier ondulé, la simplicité de la conception de l’arche n’a d’égale que sa longévité potentielle. La plus ancienne des trois arches a été construite pour soutenir l’ancienne station en forme de dôme et offre un espace pour abriter quarante-cinq réservoirs de carburant, chacun pouvant contenir 10 000 gallons de carburant, et un espace d’entreposage pour près de deux ans de nourriture pour la station. Construite dans les années 1970, l’arche logistique est en fin de vie. Des arches supplémentaires ont été ajoutées à la fin des années 1990 pour abriter la centrale électrique de la station et les installations d’entretien des véhicules. Lors de la construction, les arcs les plus récents ont été construits sous le niveau existant, à côté de l’arc logistique plus ancien, une décision qui a raccourci leur durée de vie de plusieurs décennies.

Aujourd’hui, les trois arches subissent le même sort : elles sont lentement écrasées par la glace environnante. Malgré leur force et leur utilité, les voûtes plantaires ont un talon d’Achille. Leur forme ne protège que les structures à l’intérieur de l’accumulation de neige au-dessus et non de l’empiètement de la glace par le bas. Alors que les années d’accumulation de neige exercent une pression sur les arches depuis le haut, le mouvement de la glace dans l’espace depuis le bas pousse les installations à l’intérieur vers le haut. Des décennies de cette pression lente mais constante ont réduit la distance entre les arches et leurs bâtiments intérieurs de trois pieds à seulement quelques centimètres à certains endroits des arches. Par endroits, les arches montrent également des signes de déformation en raison de la pression exercée par la neige qui s’accumule au-dessus.

Le sort ultime des arches n’est pas un secret, mais il n’existe pas de plan de remplacement des structures. Au cours de la dernière décennie, la NSF a entrepris plusieurs études pour déterminer l’impact de la pression constante sur les arcs. La plus récente suggère que les arches sont plus proches que jamais de la rupture, bien que l’étude ne précise pas quand cette rupture pourrait se produire. Au fil du temps, la NSF a tenté de protéger les installations à l’intérieur des arches de la lenteur de l’écrasement de la nature par une série de mesures d’atténuation telles que l’horizontalisation des tuyaux verticaux dans l’arche de carburant afin de maintenir l’espace entre l’arche et les réservoirs de carburant intérieurs. Les mesures d’atténuation les plus récentes consistent à découper tout le bord supérieur de l’installation d’entretien des véhicules et à réacheminer tous les conduits afin d’empêcher l’arche de les écraser tous les deux. Aussi créatives soient-elles, ces solutions de contournement n’ont pas permis de répondre à la nécessité de remplacer les arches au cours de la prochaine décennie avant qu’elles ne succombent à la pression.

Les experts ayant des dizaines d’années d’expérience au pôle Sud estiment qu’une défaillance d’une ou plusieurs arches pourrait se produire dans les cinq à sept prochaines années. Un tel échec réduirait les opérations à un niveau de subsistance pendant des années. Si les travaux de remplacement des arches commençaient aujourd’hui, même dans le meilleur des cas, un tel projet ne serait pas achevé avant 2028, soit juste à temps, soit une minute trop tard. Malheureusement, malgré deux décennies consacrées à l’étude du problème, la NSF n’a pas de projet en cours pour remplacer les arches, ce qui inquiète certains membres de la communauté du pôle Sud. La FNS a son calendrier et Mère Nature a le sien et, comme ces calendriers ne sont pas les mêmes, il semble que Mère Nature achèvera son travail en premier.

La lente vidange de l’actuel puits Rodriguez, qui alimente la station en eau, ne fait qu’aggraver les problèmes d’infrastructure au pôle Sud. Le puits fournit des milliers de gallons chaque jour pour répondre aux besoins de la station. Contrairement à un puits normal, qui puise l’eau dans un aquifère, le puits Rodriquez utilise de l’eau chaude pour faire fondre de la glace à des centaines de mètres sous la surface, formant ainsi un bulbe d’où l’eau est extraite. Lorsque toute l’eau est extraite du bulbe, un nouveau puits est créé à une courte distance de l’ancien et le processus reprend. Le puits actuel devrait durer encore trois ans, mais les plans de remplacement sont encore à l’étude.

Tout comme le remplacement des arches, l’installation d’un nouveau puits Rod est prévue dans au moins deux ans selon le calendrier le plus ambitieux. Des perturbations dans le calendrier d’installation pourraient créer un grave problème pour la vie sur la station, car la capacité d’urgence de la station à faire fondre la neige ne peut pas produire le même volume d’eau qu’un puits Rod. Si un nouveau puits n’est pas opérationnel au moment où l’ancien s’épuise, le manque de production d’eau limiterait l’utilisation de l’eau aux fonctions essentielles et pourrait nécessiter une réduction de la population estivale de la station à un moment où ce personnel est le plus nécessaire.

Vue extérieure du bâtiment de Rodriguez Well après déneigement par des opérateurs de machinerie lourde afin de maintenir l'accès au bâtiment. L'épaisseur de la neige environnante atteint presque le toit du bâtiment, ce qui nécessite un déneigement tout au long de l'année pour maintenir l'accès. Photo : Seth Pilgrim
Vue extérieure du bâtiment de Rodriguez Well après déneigement par des opérateurs de machinerie lourde afin de maintenir l’accès au bâtiment. L’épaisseur de la neige environnante atteint presque le toit du bâtiment, ce qui nécessite un déneigement tout au long de l’année pour maintenir l’accès. Photo : Seth Pilgrim

De manière réaliste, l’installation d’un nouveau puits Rod est prévue dans trois ans, à condition que toutes les étapes du projet soient respectées. Ce n’est qu’une fois la conception achevée, approuvée et financée que les matériaux peuvent être expédiés des États-Unis à la station McMurdo, un processus qui, dans le meilleur des cas, prend un an. Depuis McMurdo, les matériaux sont acheminés par avion jusqu’au pôle Sud au moyen d’une flotte vieillissante d’avions LC-130 ou tirés sur 800 miles à travers la glace derrière des tracteurs dans le cadre de la traversée terrestre, qui prend plusieurs semaines.

Les vols vers le pôle Sud sont souvent retardés de plusieurs jours en raison de problèmes mécaniques, d’impératifs liés au nombre limité d’avions et des caprices de la nature. Même avec le calendrier le plus ambitieux, les matériaux ne commenceraient pas à arriver avant la fin de l’année 2024, ce qui laisse peu de marge de manœuvre pour des retards à un moment où des travaux importants de modernisation de l’observatoire de neutrinos du pôle Sud devraient commencer. Le remplacement de toute infrastructure sera également en concurrence, en termes de ressources et d’espace, avec le projet actuel d’installation d’un nouvel émissaire d’égout en remplacement de l’émissaire existant, qui devait commencer cette année mais qui a pris du retard. Compte tenu de l’espace limité de la station, qui peut actuellement accueillir environ 170 personnes, la NSF devra faire des choix difficiles quant aux activités qui seront menées au cours des prochaines saisons estivales.

Au-delà des problèmes d’infrastructure, la station Amundsen-Scott est confrontée à un problème environnemental lié à l’accumulation continue de déchets et au manque de moyens pour les éliminer rapidement. Tous les déchets autres que les eaux usées et les autres matériaux doivent être transportés du pôle à la station McMurdo pour être expédiés hors du continent. Chaque année, une petite équipe de logisticiens fait de son mieux pour évacuer un maximum de déchets de la station afin de compenser les huit mois de l’année au cours desquels aucun matériau n’entre ou ne sort.

En sous-effectif, l’équipe est à peine capable de gérer les déchets existants, sans parler des dizaines d’années de matériaux issus de projets antérieurs. Les matériaux en souffrance sont stockés sur des bermes, qui sont peu à peu recouvertes par la neige. Profondément enfouies, les bermes les plus anciennes et les plus couvertes sont qualifiées de « bermageddon » par le personnel en raison de la forte probabilité que les matériaux ne soient jamais récupérés. Au lieu de cela, les matériaux de ces bermes viendront s’ajouter à la liste croissante des objets enterrés au pôle au cours des soixante-dix dernières années, notamment la station d’origine, divers équipements de construction et un avion-cargo. Bien que des progrès aient été réalisés au cours de la saison 2022-23 pour découvrir certaines bermes et préparer le matériel pour l’expédition avec une petite équipe dédiée au projet, des insuffisances budgétaires ont suspendu les efforts sur le projet en 2024. Sans ressources spécifiques, il est peu probable que la trajectoire actuelle du « bermageddon » change de cap et continue à être un problème environnemental, malgré les obligations des États-Unis en vertu du traité sur l’Antarctique.

Vue d'une berme de stockage à la station du pôle Sud Admunsen-Scott. Une partie des matériaux de cette berme a été complètement recouverte par l'accumulation de neige au fil du temps (à droite du centre - panneau 39/40). Photo : Seth Pilgrim
Vue d’une berme de stockage à la station du pôle Sud Amundsen-Scott. Une partie des matériaux de cette berme a été complètement recouverte par l’accumulation de neige au fil du temps (à droite du centre – panneau 39/40). Photo : Seth Pilgrim

La réduction du volume des déchets produits au pôle Sud et l’augmentation du nombre de moyens de transport disponibles pour les évacuer sont deux mesures qui permettent de résoudre le problème environnemental. La mesure la plus simple consisterait à augmenter le nombre de traversées terrestres permettant d’acheminer le ravitaillement vers et depuis le pôle. L’acquisition des véhicules et le recrutement du personnel nécessaire à la mise en place d’un train logistique supplémentaire pourraient permettre d’effectuer deux traversées supplémentaires chaque année, à condition que le moment soit bien choisi et que des ressources soient affectées à cet effet. Un tel ajout permettrait d’augmenter les expéditions vers le nord et de réduire considérablement les délais d’expédition des matériaux hors du continent, sans imposer une charge démesurée à l’infrastructure existante dans l’Antarctique. Bien que la NSF ait envisagé et rejeté cette solution dans le passé, le problème environnemental qui ne cesse de s’aggraver suggère qu’il est peut-être temps de reconsidérer la question.

Une deuxième méthode pour résoudre les problèmes environnementaux consisterait à réduire le volume des déchets produits par la station. Les matériaux d’emballage utilisés pour expédier l’équipement et d’autres articles à la station sont renvoyés à la station McMurdo dans un état différent, mais avec le même volume, ce qui nécessite un effort substantiel pour l’emballage et le transport vers le nord. L’application de méthodes technologiques pour changer cela est une idée qui mérite d’être prise en considération dans tout plan futur pour le pôle Sud. Les technologies existantes, telles que la micro-gazéification, qui consiste à brûler les déchets à des températures extrêmement élevées pour les réduire en matériaux inertes, se sont avérées efficaces dans d’autres régions polaires. Le matériau inerte a un poids et un volume inférieurs à ceux du matériau d’origine, ce qui réduit les besoins en matière de transport. La transformation des déchets en matériaux inertes réduit également la nécessité de trier les déchets en plusieurs catégories en vue de leur expédition, ce qui facilite le traitement des matériaux. Malheureusement, cette technologie n’existe pas au pôle Sud, mais elle et d’autres technologies pourraient être intégrées dans l’avenir de la station afin de commencer à traiter son impact environnemental futur sur l’Antarctique.

Actuellement, la NSF élabore un plan directeur pour la station du pôle Sud qui pourrait permettre de résoudre les problèmes d’infrastructure et d’environnement décrits dans cet article. Le plan vise à établir un cadre pour envisager l’avenir de la station pour les trente à cinquante prochaines années, plutôt que pour une saison à la fois. Le plan directeur pourrait permettre de programmer les ressources nécessaires pour résoudre ces problèmes à long terme et de faire en sorte que les problèmes immédiats soient traités en priorité à court terme afin de remédier aux problèmes d’infrastructure existants. Le plan directeur devrait inclure des méthodes pour résoudre le problème environnemental en améliorant le mode actuel de gestion des déchets de la station d’Amundsen-Scott. Ces idées doivent être intégrées dans les efforts de planification à long terme pour la station et complétées par des efforts à court terme pour empêcher la croissance continue des problèmes de déchets et d’infrastructure de la station.

Si la NSF continue à reporter ou à ne pas mettre en œuvre les projets nécessaires, la station pourrait ne pas survivre pendant une autre décennie sans connaître une défaillance catastrophique d’un ou de plusieurs de ses principaux systèmes de soutien. Si le statu quo n’est pas modifié, le problème environnemental qui se pose actuellement au pôle Sud ne fera que s’aggraver. La NSF a encore la possibilité de s’attaquer à ces problèmes avant qu’ils ne deviennent des situations d’urgence qui nécessiteront des mesures correctives coûteuses et perturberont les activités scientifiques exceptionnelles qui s’y déroulent. Cependant, l’environnement du pôle Sud ne ménage pas ses efforts pour fermer cette fenêtre et, si la NSF n’agit pas rapidement, il y parviendra probablement.

Grand voyageur, passionné par les visites historiques et la plongée sous-marine, Seth Pilgrim a été brièvement membre de l’équipe du contrat de soutien à l’Antarctique du programme américain pour l’Antarctique en 2022 et 2023, en tant que responsable de la zone du pôle Sud et responsable du site d’hiver de la station du pôle Sud. Ayant voyagé dans l’Arctique et l’Antarctique, il défend la nécessité de préserver l’environnement fragile de ces deux régions. Lorsqu’il ne travaille pas comme consultant, il passe son temps à faire du bénévolat et à réfléchir à la prochaine destination de son voyage.

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