Thèse Evolution Saisonnière et Pluri-Annuelle de l'Albédo du Névé le Long d'Un Gradient Altitudinal dans le Massif du Mont Blanc H/F - 38

Établissement : Université Grenoble Alpes
École doctorale : STEP - Sciences de la Terre de l'Environnement et des Planètes
Laboratoire de recherche : Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE)
Direction de la thèse : Fanny BRUN ORCID 6607000166070667
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59

Les zones d'accumulation des glaciers sont de plus en plus touchées par le réchauffement climatique, ce qui entraîne la disparition du névé, une plus grande exposition des surfaces englacées et le noircissement des glaciers. Malgré le rôle essentiel de l'albédo dans le contrôle du bilan énergétique de surface, les processus qui régissent la variabilité de l'albédo du névé restent mal quantifiés. Ce projet de thèse vise à (i) développer des stratégies de mesure de l'albédo à partir de photographies terrestres et d'observations satellitaires, et (ii) étudier les facteurs saisonniers à l'origine des changements d'albédo du névé grâce à des mesures sur le terrain et à la modélisation.
La photographie terrestre haute résolution sera utilisée pour mesurer l'albédo à des échelles spatiales (10 m) et temporelles (mesure quotidienne) fines. Ces mesures seront combinées à la télédétection par satellite (MODIS, Sentinel-2, Sentinel-3 OLCI, Landsat) afin de valider les produits satellitaires et d'étendre les séries chronologiques d'albédo jusqu'en 2000.
Des observations répétées dans des puits de neige au cours de la saison d'ablation permettront de documenter les propriétés de la neige et sa teneur en impuretés, notamment en poussières minérales et en carbone suie. Ces observations serviront à évaluer le modèle SURFEX-ISBA-Crocus, qui représente explicitement les impuretés absorbant la lumière.
En intégrant l'observation in situ, la télédétection et la modélisation, le projet quantifiera la contribution des impuretés et des processus de fusion à la diminution de l'albédo du névé et au récent assombrissement des glaciers, sur un gradient d'altitude dans le massif du Mont Blanc (2900-4300 m).

As glaciers are in strong disequilibrium with climate worldwide, with large mass losses documented, in particular for the most recent years (e.g. Zemp et al., 2025). As climate warms, conditions favorable to glacier mass gain are less frequently encountered and confined to the highest elevations, leading to prevalent negative mass balance, even in glacier areas that were previously accumulation zones. Symptoms of these changes are the spectacular changes observed in the highest reaches of the glaciers, with warming and densification of the glacier permanent snow, called firn (Mattea et al., 2021; Gastadello et al., 2025; Ochwat et al., 2021; Schaffer et al., 2020; Kroenenberg et al., 2022). Ultimately, ablation-dominated conditions lead to the disappearance of firn and to the exposure of ice resulting in an observed darkening of the glacier (Naegeli et al., 2019, Di Mauro and Fugazza 2022).
Most recent studies aim to modeling the evolution of the firn air content, or in other words to understand what happens to the surface and sub-surface melt water when it percolates into the recent snow and older firn (Gastadello et al., 2025 ; Kroenenberg et al., 2022). Despite the large albedo value range for firn and the importance of albedo for the surface energy balance, few studies investigated the processes responsible for firn albedo evolution and/or documented changes in firn albedo.
The aim of this PhD project is to (i) develop albedo measurement strategies from terrestrial photographs and satellite data for firn areas, and (ii) understand the processes responsible for changes in firn albedo at seasonal scale, combining model and observations.

Regarding (i), cameras will be installed to map snow and ice albedo at high spatial (10 m) and temporal (more frequent than one day) resolutions (Dumont et al., 2011; Goutard 2025). The retrieved albedo series will be used to validate MODIS albedo products (e.g., MOD10A1 used in Di Mauro et al., 2022), but also the next generation of moderate resolution radiometer OLCI on board of Sentinel-3 plateform (Khokanovsky et al., 2019), as well as already established Sentinel-2/Landsat products (e.g., Naegli et al., 2017). The use of satellite based albedo will extend the measurements back to 2000 and allow to detect recent changes, potentially related to exceptional melt years as summer 2022 (Berthier et al., 2024).
Regarding (ii), the aim is to better understand the processes controlling the spatiotemporal variability of firn albedo by investigating and documenting snow evolution and impurity content. Repeated field campaigns during the ablation season will combine systematic snow-pit observations with measurements of impurities concentrations such as mineral dust or black carbon and their origins, enabled by the PANDA platform at IGE. The observations will be evaluated against simulations from the SURFEX-ISBA-Crocus model (Lafaysse et al., 2025), which explicitly represents light-absorbing impurities (Tuzet et al., 2017). This comparison, built on recent modelling developments dedicated to impurities in glacier snow and firn (Roussel et al., 2025), will assess the model's ability to reproduce firn albedo and predict the evolution of impurities content in the framework of intense summer melt.
The study area is the Mont Blanc massif and includes three selected sites: the accumulation zones of Argentière Glacier and the Mer de Glace, and Col du Dôme. These sites benefit from a long history of observations (GLACIOCLIM Observatory), including winter snow accumulation measurements (Réveillet et al., 2020; Kneib et al., 2024) and recent firn coring campaigns (Jourdain et al., 2023; Ice Memory project; ERC project led by C. Larose). The three sites span distinct elevation ranges: 2900-3200 m at Argentière, 3400-3600 m at the Mer de Glace, and 4200-4300 m at Col du Dôme. All experience summer ablation, particularly under recent extreme climatic conditions (Berthier et al., 2024), with varying intensity depending on elevation. The objective is therefore to provide insight into firn evolution across contrasting altitudinal settings.