La tomographie muonique appliquée à la Soufrière de la Guadeloupe // Muon tomography at the Soufriere volcano (Guadeloupe)

drapeau francaisJ’ai écrit entre 2007 et 2016 plusieurs articles à propos de l’utilisation des muons dans le domaine volcanique. Ces particules cosmiques devraient permettre aux scientifiques de faire des progrès considérable dans la compréhension de la structure interne d’un volcan. Je vous invite à relire ma note du 10 février 2016 pour obtenir des explications sur cette technologie.

La tomographie muonique n’est pas très récente ; c’est sa mise en place sur le terrain qui pose le plus de problèmes. Elle a été utilisée par les Japonais pour visualiser la structure interne de volcans comme l’Asama, l’Iwate ou encore le volcan Satsuma-Iojima dans la préfecture de Kagoshima. Les scientifiques savaient que ce volcan dissimulait un réservoir magmatique, mais la tomographie muonique a révélé que la quantité de magma était beaucoup plus grande que prévu.

Les scientifiques français ont eux aussi utilisé la tomographie muonique dans le cadre du projet DIAPHANE sur le volcan de la Soufrière à la Guadeloupe. Des équipes du CNRS ont installé des capteurs de muons cosmiques sur les flancs du volcan. La technologie a permis de «suspecter la présence d’importantes cavités» à l’intérieur de l’édifice volcanique.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous pourrez visionner un excellent document montrant la mise en place du projet DIAPHANE (IPNL / Géosciences Rennes / IPGP / ANR Diaphane 2014-2018) sur la Soufrière en avril-mai 2015. Il a fait suite à plusieurs mois de préparation, construction, tests et calibrations des détecteurs à muons employés sur le terrain, avec l’appui et l’expertise des services techniques de l’Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), bureau d’études, mécanique, chaudronnerie, informatique et électronique.

Lors de la mission d’installation, quatre nouveaux détecteurs ont été déployés autour du volcan, en des endroits dont l’accès n’était pas toujours facile et nécessitait l’intervention de spécialistes.

Le but du projet est d’augmenter la couverture tomographique du dôme du volcan, conformément au planning de l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) Diaphane, accepté en juillet 2014. Il s’agit aussi de fournir des données uniques, non seulement d’imagerie structurelle, mais surtout du suivi dynamique du système hydrothermal du volcan. Le rapport entre le niveau d’eau liquide et gazeuse est en effet un des points essentiels dans la compréhension du fonctionnement d’un volcan de ce type, constamment arrosé par les pluies tropicales (8 à 10 mètres de précipitations annuelles !), et siège de fréquentes éruptions phréatiques.

Les détecteurs à muons sont aujourd’hui en opération permanente et produisent des données reçues et traitées à l’IPNL.
https://vimeo.com/139232294

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drapeau-anglaisI wrote between 2007 and 2016 several articles about the use of muons in volcanology. These cosmic particles should allow scientists to make considerable progress in understanding the internal structure of a volcano. I invite you to reread my note of 10 February 2016 for an explanation of the technology.
Muon tomography is not very recent; it is its implementation on the ground that poses the most problems. It was used by the Japanese to visualize the internal structure of volcanoes like Mt Asama, Mt Iwate or Mt Satsuma-Iojima in Kagoshima Prefecture. Scientists knew that the volcano concealed a magma chamber, but muon tomography revealed that the amount of magma was much larger than expected.
French scientists have also used muon tomography in the DIAPHANE project on the Soufriere volcano in Guadeloupe. CNRS teams have installed  cosmic muon sensors on the flanks of the volcano. The technology has « suspect the presence of large cavities » within the volcanic edifice.
By clicking on the link below, you can watch an excellent document showing the implementation of the DIAPHANE project (IPNL / Geosciences Rennes / IPGP / ANR Diaphane 2014-2018) on the Soufriere in April-May 2015. It followed several months of preparation, construction, testing and calibration of the muon detectors tob used on the field, with the support and expertise of the technical services of the Institute of Nuclear Physics of Lyon (IPNL), engineering, mechanics, computers and electronics.
During the installation mission, four new detectors were deployed around the volcano, in places whose access was not always easy and required the intervention of specialists.
The goal of the project is to increase the tomographic coverage of the dome of the volcano, according to the schedule of the National Research Agency (ANR), agreed in July 2014. The project is also expected to provide unique data not only about the structural imaging, but also about the dynamic monitoring of the hydrothermal system of the volcano. The relationship between the level of liquid and gaseous water is indeed a key point in understanding a volcano like this, constantly watered by tropical rains (8 to 10 meters of annual rainfall!) and the seat frequent phreatic eruptions.
The muon detectors are now in permanent operation and produce data received and processed by IPNL.
https://vimeo.com/139232294

Voici l’image obtenue pour la Soufrière de La Guadeloupe :

Muons Soufrière

Source: CNRS.

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