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L’impact des catastrophes naturelles est devenu une préoccupation forte de nos sociétés modernes. Parmi celles-ci, les éruptions volcaniques sont redoutées pour leurs effets dévastateurs locaux, régionaux ou globaux. Depuis le début du XXe siècle une expertise scientifique s’est progressivement développée visant à évaluer les aléas de l’activité volcanique et à suivre et prévoir les éruptions. Les capacités scientifiques dans ce domaine ont évolué avec l’accroissement des connaissances fondamentales et les développements technologiques.
Aléas et surveillance de l’activité volcanique a pour but de regrouper l’ensemble des techniques et approches disponibles afin de les rendre aisément accessibles aux enseignants, aux chercheurs et aux étudiants.
Ce volume passe en revue les différentes méthodes de surveillance. Il étudie d’abord les fluides et les produits solides, approches permettant d’accéder à des informations précieuses sur les processus prééruptifs et sur la dynamique des éruptions. Il s’intéresse également à la description des méthodes de surveillance géophysiques en développement.
1. Surveillance des fluides volcaniques
2. Surveillance des produits éruptifs : dépôts associés aux retombées pyroclastiques
3. Surveillance des produits éruptifs : les écoulements pyroclastiques et leurs dépôts
4. La surveillance gravimétrique des volcans
5. Surveillance électrique et électromagnétique des volcans
6. La surveillance magnétique des volcans
Jean-François Lénat
Professeur émérite au laboratoire Magmas et volcans de l’Université de Clermont-Ferrand, Jean-François Lénat a été le premier directeur scientifique de l’Observatoire volcanologique du Piton de la Fournaise. Il a travaillé sur de nombreux volcans et particulièrement sur le volcanisme de La Réunion.
Chapitre 1
Surveillance des fluides volcaniques (pages : 7-55)
Le dégazage magmatique est l’une des principales manifestations de l’activité volcanique, avec des effets sur l'atmosphère terrestre. C'est un phénomène complexe car il dépend de la composition des magmas et de la solubilité des différentes espèces de gaz. La surveillance des gaz apporte des informations sur les systèmes magmatiques en profondeur et sur leur évolution. Ce chapitre décrit la composition, le comportement et les méthodes d'étude et de surveillance des gaz volcaniques.
Chapitre 2
Surveillance des produits éruptifs : dépôts associés aux retombées pyroclastiques (pages : 57-182)
Des téphras (ou pyroclastites) couvrant une large gamme de granulométries sont éjectés par tous les types d'éruptions. Ils engendrent de nombreux aléas. Leurs retombées peuvent être étudiés après, mais aussi durant, les éruptions. Les techniques d'étude ont beaucoup évolué et sont devenues plus quantitatives. Ceci donne accès à un nombre croissant d'informations sur les mécanismes et la dynamique des éruptions. Ce chapitre décrit les approches modernes de ces études.
Chapitre 3
Surveillance des produits éruptifs : les écoulements pyroclastiques et leurs dépôts (pages : 183-233)
Les écoulements pyroclastiques, EPs (ou courants de densité pyroclastiques), mélanges de gaz et de particules solides qui s'écoulent sous l’effet de la gravité, représentent l’un des phénomènes volcaniques parmi les plus dangereux. Leur étude est menée à différentes échelles durant et après les éruptions. De nombreuses approches sont développées pour étudier les caractéristiques et les mécanismes des EPs. Ce chapitre fait le point sur les techniques actuelles et en développement pour l'étude et la surveillance des EPs.
Chapitre 4
La surveillance gravimétrique des volcans (pages : 235-262)
L'activité volcanique en profondeur et en surface est associée à des transferts de matière (magma, gaz, fluides) qui peuvent être détectés par des mesures microgravimétriques. Les variations engendrées sont en général très faibles par rapport à la pesanteur moyenne et leur mesure requiert donc des instruments, des procédures et des calculs spécifiques. Ce chapitre décrit ces méthodes et leurs applications en volcanologie. Une méthode en développement, basée sur les flux naturels de muons atmosphériques, est aussi décrite.
Chapitre 5
Surveillance électrique et électromagnétique des volcans (pages : 263-283)
La résistivité électrique des roches est un paramètre sensible à leur nature, à la composition des fluides présents et à la température. A l’intérieur d’un volcan, elle peut varier dans le temps sous l’effet de différents phénomènes. Cette dynamique interne peut donc être appréhendée avec des mesures, répétées dans le temps, qui permettent d'accéder à la distribution des résistivités électriques en profondeur. Ces approches, décrites dans ce chapitre, restent encore expérimentales, mais elles viennent progressivement enrichir l'arsenal des méthodes de surveillance.
Chapitre 6
La surveillance magnétique des volcans (pages : 285-299)
Le champ magnétique de la Terre résulte de la somme des champs produits par plusieurs sources, internes et externes, stables ou variables dans le temps. L'activité volcanique peut générer des variations mesurables, transitoires ou stables, de ce champ au travers de différents mécanismes (thermomagnétisme, piézomagnétisme, électrocinétisme). Pour les identifier, il faut être en mesure de connaitre les variations créées par d'autres phénomènes. Ceci implique l'utilisation d'équipements et de stratégies adaptés. Dans ce chapitre, les approches en volcanologie sont décrites et illustrées par des cas d'études.
