Le GPS et la hauteur du panache éruptif // GPS and height of the eruptive plume

drapeau francaisDepuis l’éruption de l’Eyjafjöll en 2010 et la panique générale qu’elle a déclenchée dans le trafic aérien en Europe, les chercheurs essayent de trouver des solutions pour que pareille mésaventure ne se reproduise pas. On a beaucoup parlé (et, me concernant, émis des réserves !) d’un système embarqué à bord des avions et qui serait capable de détecter la densité des nuages de cendre. La revue Nature Geoscience nous apprend aujourd’hui que le GPS pourrait permettre d’évaluer la hauteur du panache éruptif et donc, lui aussi, apporter des solutions aux problèmes rencontrés par le trafic aérien en cas d’éruption.

Ce sont des volcanologues islandais qui font part de cette information. Cette fois, ce n’est pas l’Eyjafjöll qui est concerné, mais le Grimsvötn, un volcan qui se cache sous la glace du Vatnajökull. Il est entré en éruption en 2011, avec un panache de cendre de 20 km de hauteur qui a perturbé le trafic aérien au Royaume Uni.

Selon les scientifiques islandais, le GPS aurait un double avantage : il permettrait non seulement de prévoir les éruptions, mais aussi de déterminer la hauteur du panache de cendre qu’elles génèrent.

L’univers de glace du Grimsvötn  rend difficile l’installation d’instruments de mesure. Par chance, les volcanologues islandais avaient pu placer un équipement GPS sur un petit éperon rocheux rendu accessible grâce à une fumerolle. Une heure avant l’éruption du Grimsvötn en 2011, le GPS a révélé un déplacement significatif du sol de plus de 50 centimètres. En mettant en oeuvre les équations qui décrivent les caractéristiques physiques d’une chambre magmatique, les scientifiques ont traduit les données GPS sur les mouvements du sol en variations de pression à l’intérieur de la chambre. Le résultat donnait une indication sur la hauteur probable du panache éruptif. Les volcanologues islandais comparent le phénomène à un ballon qui serait rempli d’eau. Quand on comprime ses parois, l’eau jaillit et la hauteur du jet dépend de la pression exercée sur les parois du ballon. Dans le cas d’un volcan, les sismographes indiquent qu’une éruption est susceptible de se produire, mais seul le GPS est capable de donner une idée de la taille de l’éruption.

L’installation de balises GPS sur des volcans difficiles d’accès, comme ceux des Iles Aléoutiennes par exemple, pourraient donner des indications sur la hauteur des panaches de cendre dans une région empruntée par les vols entre l’Amérique et l’Asie. Le principal problème reste le coût d’installation de stations GPS performantes à une époque où les fonds alloués aux observatoires rétrécissent comme peau de chagrin. De plus, il faudrait tester à nouveau le système lors d’une prochaine éruption pour s’assurer de sa fiabilité.

drapeau anglaisSince the eruption of Eyjafjöll in 2010 and the panic it triggered in European air traffic, researchers have tried to find solutions to avoid a similar mishap. Many comments (and reservations, as far as I’m concerned!) have been made about a system on board the planes that would be able to detect the density of the ash clouds. When reading the Nature Geoscience review, we learn that GPS could help estimate the height of the ash plume and, as such, bring solutions to the problems encountered by air traffic during an eruption.

The piece of news comes from Icelandic scientists. In their opinion, GPS might have a dual advantage: It would not only allow to predict eruptions, but also the height of the ash plumes they generate.

The icy universe of Grimsvötn makes it difficult to set up measuring instruments. Fortunately, Icelandic volcanologists had managed to install a GPS system on a rocky outcrop that was made accessible thanks to a fumarole. One hour before the start of the 2011 eruption, GPS had revealed a significant shift of the ground which had moved by more than 50 centimetres. By resorting to the equations that describe the physical characteristics of a magma chamber, the scientists could translate the GPS data about ground movement into changes in pressure inside the chamber. The results gave indications about the height of the eruptive plume. Icelandic volcanologists compare this phenomenon with a balloon filled with water. When you squeeze the walls of the balloon, then the height of the water coming out of the balloon correlates with how hard you were squeezing. On a volcano, seismographs indicate that an eruption is likely to happen, but the GPS system is the only one able to give an idea of the size of the eruption.

Setting up GPS systems on remote volcanoes like on the Aleutians could help indicate the height of the ash plumes in an area where air traffic between America and Asia is quite heavy. The main problem remains the cost of installing reliable GPS systems at a time when the funds allocated to observatories are being reduced year after year. Moreover, the system will need to be tested again during a future eruption so as to confirm its reliability.

Grimsvotn-blog

Image satellite du Grimsvötn le 22 mai 2011  (Crédit photo: NASA)

Islande: Le pouvoir des elfes

drapeau francaisEn Islande, les humains sont prêts à se battre pour les droits des elfes. Une enquête menée par l’Université d’Islande en 2007 a révélé que plus de 60 pour cent des 1000 personnes interrogées pensaient qu’il était possible que les elfes existent.
Il n’est donc pas surprenant que les défenseurs des elfes se soient unis aux écologistes pour exhorter les autorités locales à renoncer à un projet d’autoroute qui pourrait nuire à « l’habitat naturel » des elfes.
Un groupe connu sous le nom d’«Amis de la Lave » a fait campagne contre la construction d’une nouvelle route entre la péninsule d’Alftanes, où le président islandais a une maison, et Gardabaer à Reykjavik. Des centaines de personnes sont allées manifester pour bloquer les bulldozers.
Cette campagne de protestation, qui a duré près d’un an, a finalement abouti à un résultat à long terme. Le projet de construction a été interrompu jusqu’à ce que la Cour Suprême d’Islande se prononce sur l’affaire.
L’une des amies des elfes, qui pense qu’elle peut communiquer avec eux par télépathie, a averti que « ce serait une perte terrible et dommageable à la fois pour le monde des elfes et pour nous, les humains » si le projet de route recevait le feu vert.
Même ceux qui n’ont pas de contact avec les elfes ont fait part de leurs préoccupations environnementales. Ils craignent le projet de route coupe le champ de lave en deux et entraîne, entre autres, la destruction des sites de nidification.
Source : Iceland Review.

drapeau anglaisIn Iceland, humans stand up for the rights of elves. A survey conducted by the University of Iceland in 2007 found that over 60 percent of the 1,000 respondents thought it was at least possible that elves exist.
Then, it comes as no surprise that elf advocates have teamed up with ecologists to urge local authorities to give up a highway project they fear could damage their “natural habitat”.

A group known as « Friends of Lava » has been campaigning against the new road from the Alftanes peninsula, where the country’s president has a home, to Gardabaer in Reykjavik. Hundreds of people have been walking out to block the bulldozers.
Their campaign, which has lasted almost a year, has finally yielded to a longer-run result. The construction project has been halted until the Supreme Court of Iceland rules on the case.
One of the elves’ friends, who believes she can communicate with them through telepathy, has warned that « it will be a terrible loss and damaging both for the elf world and for us humans » if the road project is given the go-ahead.
Even those who have no contact with elves whatsoever have spoken in support of their environmental concerns. They fear the road project could cut the lava field in two, destroying nesting sites among other things.

Source: Iceland Review.

Reykjavik-blog

Reykjavik  (Photo:  C. Grandpey)

Prévisions islandaises

drapeau francaisLes volcans islandais ont intérêt à bien se tenir ! En gardant en tête l’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010 et les perturbations causées au trafic aérien en Europe, une coalition de 100 scientifiques européens et américains baptisée FutureVolc a travaillé pour anticiper le problème. Ils ont couvert le pays de dispositifs de surveillance afin de détecter les signes d’une éruption imminente. Les nouveaux composants du système comprennent :

– Des récepteurs GPS géodésiques pour contrôler en centimètres les mouvements du sol sous la poussée du magma juste avant une éruption.
– Un réseau sismique national qui montrera comment les ondes se déplacent à travers la croûte terrestre avant, pendant et après une éruption.
– des contrôleurs de contraintes  qui peuvent déterminer si la croûte terrestre se contracte ou se dilate à un moment donné.
– Un système radar: Des mesures micro-ondes radar permanentes de particules en suspension pourraient aider à prédire la quantité de cendre et autres matériaux émise par un volcan.

Pour moi, tout cela s’appelle prendre le problème à l’envers. S’agissant de l’éruption de l’Eyjafjöll en 2010, le vrai problème n’a jamais été la prévision de l’éruption qui ne menaçait pas vraiment des zones habitées. Le véritable problème de cette éruption a été le nuage de cendre émis par le volcan et ses effets désastreux sur le trafic aérien en Europe. C’est très bien de vouloir couvrir d’Islande de capteurs capables d’annoncer la prochaine éruption, mais tous ces instruments ne serviront à rien en matière de prévision des risques provoqués par la cendre sur les avions !!

Ces derniers temps, les éruptions de l’Etna et du Sinabung ont entraîné des perturbations dans le trafic aérien régional, voire la fermeture d’aéroports. C’était l’occasion d’effectuer de véritables tests du système AVOID in situ ! Ceux effectués dans le Golfe de Gascogne étaient beaucoup trop théoriques. Je suis prêt à parier que l’éruption d’un volcan islandais dans les 12 prochains mois causera la même pagaille dans le ciel européen qu’en 2010. Il se faut pas se faire d’illusions : les compagnies aériennes ne laisseront pas mettre en danger la vie de milliers de passagers !

 

drapeau anglaisRemembering the eruption of Eyjafjallajökull in 2010 and the disruption it caused to air traffic in Europe, a coalition of 100 European and US scientists calling itself Future­Volc has been working to get ahead of the problem. They’ve been covering the country with monitoring devices in an effort to detect signs of an impending eruption. The new system includes :

– Geodetic GPS receivers to monitor how the ground swells by centimetres under the push of magma just prior to eruption.

– A national seismic network that will show how waves move through Earth’s crust before, during, and after an eruption.

– Strain monitors which can determine whether Earth’s crust is being crushed or dilated at any given moment.

– Radar: Constant micro­wave radar measurements of airborne particulates could help predict the rate at which a volcano will release ash and other material.

In my opinion, this is called taking the problem backwards. With regard to the eruption of Eyjafjallajökull in 2010 , the real problem was never the forecast of the eruption that did not really threaten populated areas. The real problem of this eruption was the ash cloud emitted by the volcano and its disastrous effects on air traffic in Europe. It is a good idea to cover Iceland with sensors able to announce the next eruption, but all these instruments are useless in predicting the risk caused by the ash on aircraft !
Lately, the eruptions of Mount Etna and Sinabung led to disturbances in the regional air traffic or airport closures. It seems that the tests using the AVOID system in the Bay of Biscay were done for nothing ! I ‘m willing to bet that the next eruption of an Icelandic volcano in the next 12 months will cause the same havoc in European skies as in 2010. We must not delude ourselves : the airlines will never endanger the lives of thousands of passengers!

Islande blog 08

Une nouvelle éruption sous-glaciaire en Islande causera de nouveaux tracas dans le ciel européen!

(Photo:  C. Grandpey)

Du méthanol volcanique en Islande ! // Volcanic methanol in Iceland !

drapeau francaisLa plupart des touristes qui visitent l’Islande font un arrêt au Blue Lagoon, le célèbre Lagon Bleu, sur la péninsule de Reykjanes et ils plongent leur corps dans l’eau bleue produite par la centrale géothermique de Svartsengi, opérationnelle depuis 1976. De nos jours, une petite société islandaise espère tirer profit du dioxyde de carbone rejeté par cette centrale.
Carbon Recycling International a construit une usine adjacente qui transforme le dioxyde de carbone en méthanol, un combustible utilisé pour la fabrication du contreplaqué, des peintures, solvants et autres produits. C’est peut être la première société au monde à avoir mis en œuvre un procédé commercialement viable pour fabriquer du combustible liquide directement à partir de dioxyde de carbone, ce qui pourrait aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
L’exploitation du dioxyde de carbone émis par la centrale géothermique est moins coûteuse que celle du dioxyde de carbone des centrales électriques qui utilisent des combustibles fossiles. Dans les centrales à charbon, le dioxyde de carbone est produit par la combustion du charbon dans l’air ; le gaz qui en sort est principalement de l’azote, et la séparation du dioxyde de carbone coûte cher.
Carbon Recycling International a baptisé son méthanol Vulcanol  parce que, selon la société, « il est fabriqué avec l’énergie d’un volcan ». La quantité de dioxyde de carbone produite par la centrale géothermique est relativement faible, environ un 20ème de son équivalent pour les centrales au charbon pour un kilowatt-heure d’électricité. En revanche, la centrale géothermique émet un flux très concentré de dioxyde de carbone qui nécessite moins d’énergie et d’équipement pour son extraction et son exploitation.
Pour produire du méthanol à partir du dioxyde de carbone, il faut une source d’hydrogène car le méthanol (CH3OH) est en partie composé d’hydrogène. L’hydrogène est également un combustible en soi et fournit l’énergie chimique nécessaire pour former du méthanol. Carbone Recycling International obtient son hydrogène en utilisant, pour l’ électrolyse de l’eau, l’électricité de la centrale géothermique. Le processus sera rentable dès l’année prochaine, lorsque son usine – qui produira alors cinq millions de litres de méthanol – fonctionnera à pleine capacité.
Les chercheurs sont à la recherche d’autres idées pour que le recyclage du carbone soit rentable. Des catalyseurs sont en train d’être mis au point pour diminuer la quantité d’énergie nécessaire pour transformer le dioxyde de carbone en produits chimiques utiles, et aussi pour pouvoir produire des produits chimiques plus intéressants que le méthanol, tel que le propanol. Au prix de l’électricité en Islande, on pourrait produire une tonne de propanol (qui se vend pour environ $ 3200 / 2350 € ) avec moins de 800 $ (590€) d’électricité. Toutefois, le marché du propanol est relativement limité.
Source : MIT Review. .

 

drapeau anglaisMost tourists who visit Iceland make a stop at the Blue Lagoon on the Reykjanes Peninsula and plunge their bodies in the blue water spewed by the Svartsengi geothermal plant that has been operational since 1976. Now a small Icelandic company is hoping to turn a profit from the waste carbon dioxide from the same plant.

Carbon Recycling International has built an adjacent plant that converts the carbon dioxide into methanol, a fuel for making plywood, paints, solvents and other products. It may be the first company in the world to demonstrate a commercially viable way of making liquid fuel directly from carbon dioxide, something that could help reduce greenhouse gas emissions.

The carbon dioxide emitted by the geothermal plant is cheaper to capture than the carbon dioxide from fossil-fuel power plants. At coal-fired plants, carbon dioxide is a product of burning coal in air ; the resulting flue gas, like air, is mostly nitrogen, and separating the carbon dioxide is expensive.

Carbon Recycling International brands its methanol Vulcanol because “it’s made with energy from a volcano.” The amount of carbon dioxide produced by the geothermal plant is relatively small, roughly one-20th as much as for coal-fired power plants per kilowatt-hour of electricity. But the geothermal plant emits highly concentrated streams of carbon dioxide that require less energy and equipment to separate and capture.

To make methanol from carbon dioxide, you need a source of hydrogen, since methanol (CH3OH) is partly made of hydrogen. Hydrogen is also a fuel in its own right and provides the chemical energy needed to form methanol. Carbon Recycling International gets its hydrogen by using electricity from the geothermal power plant to split water. The process will be profitable by next year, when its five-million-litre methanol plant is operating at full capacity.

Researchers are looking at other ideas for making carbon recycling profitable. Catalysts are being developed that decrease the amount of energy required to turn carbon dioxide into useful chemicals, and also make it possible to produce chemicals more valuable than methanol, such as propanol. With the price of electricity in Iceland, you could make a ton of propanol (which sells for about $3,200) with less than $800 of electricity. The market for propanol, however, is relatively small.

Source : MIT Review.

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 Centrale thermique de Svartsengi, au sud-ouest de l’Islande (Photo:  C.  Grandpey)

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