Pour mieux analyser l’activité volcanique…

La plupart (pour ne pas dire tous) les volcanologues aimeraient avoir à leur disposition un tomographe géant capable de voir les entrailles d’un volcan, un peu comme les services des douanes peuvent examiner l’intérieur des bagages dans les grands aéroports. Malheureusement, nous sommes encore loin d’avoir à notre disposition une telle technologie qui nous permettrait de mieux prévoir les éruptions, domaine pour lequel nous sommes encore démunis. Malgré tout, les recherches vont bon train et plusieurs approches intéressantes ont été testées sur les volcans.

C’est ainsi que des scientifiques de l’Institut Langevin et de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP) ont mis au point en 2024 une méthode d’imagerie innovante capable de sonder les entrailles d’un volcan à une résolution et une profondeur inégalées jusqu’ici. Parus dans la revue Communications, Earth & Environment, ces travaux offrent une nouvelle approche de la volcanologie et pourraient permettre de mieux anticiper les éruptions.

La publication de l’IPGP explique que, de nos jours, la tomographie sismique exploite les séismes pour sonder leurs propriétés mécaniques mais elle demande une activité sismique importante et la résolution des images obtenues est seulement de l’ordre de quelques kilomètres. Les scientifiques de l’Institut Langevin et de l’IPGP ont mis au point une nouvelle méthode d’imagerie, dite matricielle passive, qui plonge dans les entrailles du volcan jusqu’à dix kilomètres de profondeur et résout sa plomberie interne avec une précision de l’ordre de la centaine de mètres à partir du seul bruit sismique.

Ces résultats ont été obtenus sur La Soufrière de la Guadeloupe. Ils révèlent la forme tortueuse de la cheminée du volcan dans sa partie supérieure. Ils confirment aussi l’existence d’une large zone de stockage de magma en profondeur. Il s’agit d’un réseau de lentilles de magma horizontales connectées entre elles.

Pour parvenir à ce résultat, les scientifiques, en collaboration avec l’Observatoire volcanologique et sismologique de Guadeloupe, ont déployé un réseau de géophones qui captent non seulement les secousses sismiques, mais aussi le bruit sismique induit par le vent, l’océan et l’activité humaine. Ce bruit sismique mesuré pendant deux mois a servi à construire une matrice de réflexion, inspirée de travaux précédents de la même équipe sur l’échographie ultrasonore et la microscopie optique. Cette matrice est exploitée pour compenser finement les distorsions que les ondes sismiques subissent en traversant les différentes structures géologiques et poches de magma du volcan. Ces hétérogénéités ne sont alors plus un obstacle et une image de la structure interne du volcan est obtenue comme si ce dernier était devenu transparent.

Cette technique d’imagerie matricielle passive peut être appliquée à n’importe quel volcan pourvu qu’il y soit déployé un réseau dense de géophones. Elle ouvre ainsi un vaste champ d’applications en volcanologie, pour mieux comprendre la structure interne des volcans et les mouvements du magma en profondeur. Cela pourrait permettre d’anticiper de manière plus efficace les éruptions volcaniques.

Source : IPGP.

Référence: E. Giraudat, A. Burtin, A. Le Ber, M. Fink, J-C. Komorowski & A. Aubry. Matrix imaging as a tool for high-resolution monitoring of deep volcanic plumbing systems with seismic noise. Commun Earth Environ 5, 509 (2024). DOI : 10.1038/s43247-024-01659-2.

a) Vue tri-dimensionnelle du volcan obtenue par une migration confocale de la matrice de réflexion. L’image est totalement brouillée par les distorsions des ondes sismiques induites par les hétérogénéités du volcan. b) Image matricielle du volcan obtenue par apprentissage des lois de focalisation compensant les hétérogénéités de ce dernier. Jusqu’à 5 km, l’image révèle le conduit tortueux de la Soufrière. Au-delà, une zone de stockage du magma est mise en lumière avers un arrangement complexe de lentilles de magma horizontales connectées les unes aux autres. © Elsa Giraudat

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Il y a quelques années, La Soufrière de la Guadeloupe a déjà servi de banc d’essai à une étude sur l’utilisation des muons en volcanologie. J’ai publié plusieurs notes à ce sujet sur ce blog. Cette nouvelle technologie est basée sur l’utilisation des particules en provenance des couches supérieures de l’atmosphère. J’ai décrit cette technologie plus en détail dans des notes parues le 21 novembre 2015 et le 10 février 2016 :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2015/11/21/muons-et-volcans-muons-and-volcanoes/

Les scientifiques français ont 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 (en anglais) montrant la mise en place du projet DIAPHANE sur la Soufrière en avril-mai 2015 :

https://www.bo.infn.it/sminiato/iprd16/01_Lunedi/Mattina/04_Marteau.pdf

Selon les chercheurs en charge du projet DIAPHANE, son but est d’augmenter la couverture tomographique du dôme de La Soufrière de la Guadeloupe. 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.

Voici des images de l’intérieur de la zone sommitale de La Soufrière et du Stromboli obtenues grâce à la muographie.

 (Sources: IPGP, JMA)

Il faut toutefois ajouter que si ces images muoniques permettent d’avoir une idée de l’intérieur du volcan, elle n’apportent rien, ou pas grand-chose, en matière de prévision éruptive. Elles fournissent une image statique, longue à obtenir, à un moment donné. La nouvelle méthode d’imagerie matricielle passive semble un peu plus dynamique mais ne prend pas en compte tous les paramètres liés à l’activité volcanique.

Source : CNRS.

Îles volcaniques : Antilles, Polynésie, Réunion

On a pu lire le 30 novembre 2024 sur le site Guadeloupe la 1ère un article consacré à la surveillance des volcans des Petites Antilles, de l’archipel de la Société en Polynésie ou de l’île de La Réunion. Au travers de leurs éruptions, ils ont influencé la géographie, l’histoire et l’identité de ces régions. Aujourd’hui, les scientifiques cherchent à anticiper les éventuels aléas déclenchés par ces géants. Nous ne savons pas prévoir mes éruptions, mais les instruments dont sont truffés ces volcans permettent de mieux comprendre, voire d’anticiper, leur comportement.

L’article rappelle que dans l’arc insulaire des Petites Antilles, émergé il y a plusieurs millions d’années grâce à la subduction de la plaque Amérique sous la plaque Caraïbe, tous les sommets sont d’origine volcanique. Près de vingt volcans sont considérés comme actifs dans les Petites Antilles.

On se souvient que l’île de Montserrat a été profondément affectée par le réveil du volcan Soufrière Hills en 1995, avec l’évacuation d’une partie de la population. En 1997, plusieurs éruptions ont ravagé l’aéroport. Plymouth, la capitale a été détruite et recouverte de cendres à 80%. Une grande partie de l’île est désormais une zone d’exclusion. En février 2010, une explosion a provoqué des nuées ardentes et un panache de cendres qui a atteint les îles voisines de la Guadeloupe et d’Antigua.

Crédit photo: Wikipedia

Une autre Soufrière domine la Guadeloupe. Le volcan a connu sa dernière activité importante en 1976-1977. En 1976, 70 000 personnes ont été déplacées à tort par ordre préfectoral, sur recommandation de Claude Allègre qui avait profité de l’absence d’Haroun Tazieff, alors en Équateur, pour interpréter faussement les résultats de l’équipe du volcanologue français. 25 000 avaient anticipé une possible catastrophe et trouvé refuge sur Grande-Terre. Beaucoup ne reviendront pas.

Crédit photo: Wikipedia

L’éruption la plus dramatique a été celle de la Montagne Pelée en 1902 à la Martinique. Ce réveil tragique a détruit Saint-Pierre et tué pas moins de 28 000 personnes. C’est l’éruption la plus meurtrière du 20ème siècle. À noter qu’elle a occulté une éruption du Santa Maria qui a eu lieu au même moment au Guatemala et qui a tué quelque 5 000 personnes. L’éruption de la Pelée a été remarquablement narrée par Alfred Lacroix dans son ouvrage Les éruptions de la Montagne Pelée. Il a été le premier à décrire avec précision le déroulement des coulées pyroclastiques. De nos jours, le volcan est surveillé par les scientifiques de l’Observatoire volcanologique et sismologique de la Martinique (OVSM).

Photo: C. Grandpey

La Dominique héberge neuf volcans actifs, dont le Morne aux Diables et le Morne Trois Pitons. L’activité volcanique a créé des sources chaudes. Le Boiling Lake est l’un des rares cratères bouillonnants au monde. Ravagée par d’autres catastrophes naturelles telles que les ouragans, « l’île nature des Caraïbes » se reconstruit. Les habitants acceptent avec fatalisme une prochaine catastrophe inéluctable.

Crédit photo: Geology Science

S’agissant de la Caraïbe, j’ajouterai Kick ’em Jenny, volcan sous-marin actif situé au fond de la mer des Caraïbes, à 8 km au nord de l’île de Grenade. L’édifice s’élève à 1 300 m au-dessus du fond de la mer. La première éruption historique ce volcan date de 1939 avec un nuage de vapeur et de débris et une série de tsunamis d’environ deux mètres de hauteur qui ont frappé les côtes du nord de la Grenade et du sud des Grenadines. Les habitants de la Caraïbe sont intrigués par ce volcan et m’ont posé plusieurs questions à l’issue de ma dernière conférence au CDST de Saint Pierre.

Source: Smithsonian Institution

L’île de La Réunion dans l’océan Indien et les îles de l’archipel de la Société en Polynésie française connaissent un autre contexte géologique. Elles sont situées sur des zones de points chauds où le magma remonte du manteau terrestre et perce la croûte océanique, créant ainsi des volcans qui émergent de l’océan et qui, peu à peu avec l’aide de l’érosion, disparaissent sous la surface de l’océan. Les récifs coralliens qui les entourent forment un anneau de corail créant un atoll.

Le Piton de la Fournaise entre régulièrement en éruption à La Réunion. C’est l’un des volcans les plus actifs de la planète. Les éruptions peuvent s’observer de loin – de trop loin selon beaucoup de gens – et elles attirent des foules de spectateurs fascinés par la beauté des colères de la Terre.

Photo: C. Grandpey

L’érosion littorale à la Guadeloupe

Dans une note publiée le 22 janvier 2021, j’attirais l’attention sur l’érosion littorale à la Martinique et à la Guadeloupe. Selon les modélisations du BRGM, le niveau de la mer en Guadeloupe pourrait monter jusqu’à 1,4 m d’ici à 2100, avec des risques de submersions marines et des conséquences sur l’habitat privé et l’activité économique.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2021/01/22/lerosion-littorale-a-la-martinique-et-a-la-guadeloupe/

Cette situation de la Caraïbe est confirmée par une étude du Centre d’études et d’expertises sur les risques, la mobilité et l’aménagement (CEREMA) qui indique que d’ici 2050 plus de 5 000 logements deviendront inhabitables du fait de l’érosion naturelle et la montée du niveau de la mer causées par le réchauffement climatique. L’archipel des Antilles concentre à lui seul plus de 10% de ces logements menacés.

Le département le plus touché est la Guadeloupe. À Petit-Bourg, par exemple, face à l’avancée de la mer, une trentaine de familles ont déjà dû être relogées.

Les falaises de la commune de Petit-Bourg, d’une dizaine de mètres de hauteur, s’effritent en permanence. En 20 ans, la plage a disparu, remplacée par un amas de terre, d’arbres morts et de blocs de béton. Plusieurs maisons ont en été emportées par les éboulements, d’autres sont en équilibre au bord de la falaise et leurs occupants doivent quitter les lieux et être relogés dans des lotissements de la commune. Le problème, c’est que toutes ces maisons ont été construites il y a 50 ans ou plus, sans autorisation, sur des terrains appartenant à l’Etat. Les personnes ne sont pas propriétaires et on ne peut pas les exproprier. L’Agence des 50 pas géométriques explique que «  le principe est qu’elles puissent être relogées ailleurs en devenant propriétaire, en ayant un titre. »

Des solutions concrètes seront proposées aux habitants d’une vingtaine d’autres communes de Guadeloupe menacées, comme Petit-Bourg, par la montée des eaux.

Source: France Info.

 Avis de démolition à la Guadeloupe (Source : Agence des 50 Pas Géométriques)

L’aide humanitaire à St Vincent // Humanitarian aid in St Vincent

Selon les scientifiques de l’Université des Antilles (UWI), l’éruption de La Soufruère de St Vincent est loin d’être terminée. Il faut s’attendre à de nouvelles crises éruptives et leur cortège d’explosions, de panaches et de retombées de cendres. On parle beaucoup des manifestations physiques du volcan mais as assez selon moi, des conséquences pour la population de St Vincent et celle des îles voisines de la Caraïbe.

Au cours de cette crise éruptive, l’Organisation des États de la Caraïbe Orientale (O.E.C.O)* joue un rôle de soutien important afin d’organiser la solidarité entre les chefs de gouvernements des différents États membres.

Des réunions sont organisées régulièrement pour faire le point sur les actions en cours en fonction des besoins. Sur place, les principales demandes concernent l’eau, la nourriture et l’hébergement pour les évacués voulant rester à Saint-Vincent.

Sur les 20 000 personnes dans la zone rouge à évacuer, il était prévu que 8 000 habitants soient évacuées vers la zone sud de l’île chez de la famille et des amis, et que les 12 000 personnes restantes soient hébergées dans des abris. Le problème, c’est que Saint-Vincent n’a qu’une capacité d’accueil de 5 000 personnes dans ses abris.
Les pays de l’OECO avaient initialement prévu d’évacuer en dehors de St Vincent, mais, comme je l’ai indiqué précédemment, la plupart des personnes se sont montré réticentes et le plan a été revu. En conséquence, il faut aujourd’hui trouver ou créer des abris sur place pour ce nombre les personnes qui ont refusé de quitter l’île. .

Plusieurs pays sont toujours prêts à accueillir les personnes qui souhaitent quitter St Vincent. Pour ceux qui souhaitent rester, l’O.E.C.O. envisage de créer des villages temporaires sur l’île, à partir de structures modulaires.

Sur le court terme, l’O.E.C.O. privilégie une aide de produits de première nécessité coordonnée avec des envois vers Saint-Vincent « via les organisations nationales et les autorités régionales ».

Des solutions sur le long terme sont également à l’étude en collaboration avec l’Union européenne. Il s’agit, comme cela avait été fait à la Dominique après l’ouragan Maria en 2017, que Saint-Vincent assure ses propres besoins en eau grâce à des équipements mobiles de dessalement ou de purification.

Il est très difficile de dire combien de temps cette situation va durer. Cependant l’O.E.C.O. table a priori sur au moins 3 mois et a déjà évalué les besoins financiers à hauteur de 100 millions de dollars américains. Ainsi, l’organisation a lancé une campagne de collecte en ligne pour rassembler cette somme. L’Union Européenne s’est déjà engagée à participer à hauteur de 740 000 euros.

*O.E.C.O. : Créée en 1981, l’Organisation des États de la Caraïbe Orientale, O.E.C.O. en français et O.E.C.S. en anglais (Organisation of Eastern Caribbean States), dont le siège est à Sainte-Lucie, est dédiée à l’intégration régionale, sur le modèle de l’Union européenne.

Source : Martinique la 1ère.

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Scientists at the University of the West Indies (UWI) say the eruption of St Vincent’s La Soufruère is far from being over. They expect new eruptive crises with explosions, ash plumes and ashfall. One can read many articles about the physical events of the eruption but not enough is said, in my opinion, about the consequences for the population of St Vincent and that of the neighboring islands of the Caribbean.

During this eruptive crisis, the Organization of Eastern Caribbean States (O.E.C.O) * plays an important support role in order to organize solidarity between the heads of government of the different Member States.

Meetings are organized regularly to take stock of the actions in progress according to the needs. On site, the main requests concern water, food and accommodation for evacuees wishing to stay in Saint-Vincent.

Out of the 20,000 people in the Red zone who have to be to be evacuated, it was planned that 8,000 inhabitants would be evacuated to the southern part of the island with family and friends, and that the remaining 12,000 people would be accommodated in shelters. The problem is that Saint-Vincent can only accommodate 5,000 people in its shelters.

The OECS countries had originally planned to evacuate people outside of St Vincent, but, as I mentioned earlier, most people were reluctant to do so and the plan had to be revised. As a result, it is now necessary to find or create shelters in place for this number of people who have refused to leave the island.

Several countries are always ready to welcome people who wish to leave St Vincent. For those who wish to stay, the O.E.C.O. plans to create temporary villages on the island with modular structures.

In the short term, the O.E.C.O. favors aid for basic necessities coordinated with shipments to Saint-Vincent « via national organizations and regional authorities ».

Long-term solutions are also being explored in collaboration with the European Union. As was done in Dominica after Hurricane Maria in 2017, this involves Saint-Vincent ensuring its own water needs through mobile desalination or purification equipment.

It is very difficult to say how long this situation will last. However the O.E.C.O expects it to last at least 3 months and has already assessed financial needs of 100 million US dollars. The organization has launched an online fundraising campaign to collect this sum. The European Union has already pledged to participate with an amount of 740,000 euros.

* O.E.C.O. : Created in 1981, the Organization of Eastern Caribbean States (O.E.C.S), headquartered in Saint Lucia, is dedicated to regional integration, on the model of the European Union.

Source: Martinique la 1ère.