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Nuages de cendre volcanique // Volcanic ash clouds

De toute évidence, aucune mesure concrète et efficace dans le domaine du trafic aérien n’a fait suite à l’éruption de l’Eyjafjallajökull en Islande en 2010. Aucun système fiable de détection de la cendre volcanique n’a été installé dans les aéronefs. Cela m’a été confirmé par des pilotes de la British Airways et d’Air France. Les efforts ont essentiellement porté sur la recherche de solutions permettant de détecter la cendre depuis le sol jusqu’à une altitude minimale de 12 km et d’en évaluer la densité. Ainsi, les avionneurs sont en mesure de mieux comprendre les densités de cendre que leurs avions peuvent endurer. De plus, les Volcanic Ash Advisory Centres (VAACs), centres conseil en cendres volcaniques, disposent maintenant d’outils et de procédures beaucoup plus performants qu’en 2010 pour cartographier et localiser les nuages ​​de cendre.
Malgré tous ces efforts, la dernière éruption du Mont Agung a provoqué la fermeture de plusieurs aéroports indonésiens, ainsi que de nombreuses annulations de vols. La couleur de l’alerte aérienne est également passée au Rouge lors de la dernière éruption du Mayon aux Philippines. Le Mont Sinabung sur l’île de Sumatra est entré en éruption en février et a envoyé un nuage de cendre jusqu’à 7 kilomètres de hauteur. La couleur de l’alerte aérienne est, là aussi, passée au Rouge et les pilotes devaient donc éviter de s’approcher du volcan.
L’expérience a montré à plusieurs reprises aux compagnies aériennes que la cendre volcanique peut constituer un réel danger pour les avions. Le mélange de roches pulvérisées, de gaz et de minuscules éclats de verre peut causer des dégâts à la carlingue des avions, pénétrer à l’intérieur des réacteurs et même les bloquer. La cendre peut aussi réduire à néant les principaux systèmes de navigation et de communication. C’est pourquoi les neuf VAAC à travers le monde surveillent les éruptions volcaniques comme celle du Sinabung. Leur rôle est de suivre l’évolution et le déplacement des nuages ​​de cendre en temps réel et d’éloigner les avions.
À l’aide des images satellites, des rapports de pilotes et des données provenant d’observatoires volcanologiques, ces VAAC émettent des bulletins d’alerte avec des codes de couleurs différentes : Vert signifie qu’un volcan est calme; Jaune signifie que le volcan a commencé à entrer en activité; Orange signifie qu’une éruption est probable alors que Rouge signifie qu’une importante éruption est en cours ou a commencé. Les responsables des VAAC ne disent pas aux pilotes ce qu’ils doivent faire ; leur rôle se limite à fournir des informations essentielles sur la taille et l’emplacement des nuages de cendre, ainsi que leur direction.
Les VAAC ont été créés par l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) après que plusieurs avions aient failli s’écraser après avoir traversé des nuages ​​de cendre. En 1982, les moteurs de deux avions qui avaient volé à travers la cendre émise par le Galunggung (Indonésie) ont cessé de fonctionner et les pilotes ont dû effectuer des atterrissages d’urgence. L’un d’entre eux, un Boeing 747 de la British Airways, a décroché de plus de 6 000 mètres avant que le pilote réussisse à redémarrer trois des quatre moteurs. En 1989, un autre Boeing 747 a failli s’écraser après avoir traversé le nuage de cendre émis par le Mont Redoubt en Alaska; les quatre moteurs avaient cessé de fonctionner!
La cendre volcanique peut endommager un avion de plusieurs façons. L’une des conséquences les plus graves est, bien sûr, l’arrêt des moteurs. La cendre contient de minuscules particules de verre qui peuvent fondre sous l’effet de la chaleur d’un réacteur. Ce verre fondu peut pénétrer dans des pièces maîtresses, réduire la puissance du moteur, ou le bloquer carrément. Avec la vitesse de vol des avions, la cendre qui entre en contact avec l’extérieur de l’avion peut également briser les antennes, créer un écran sur les pare-brise ​​et générer de l’électricité statique susceptible de perturber les signaux de navigation et de communication. La cendre peut aussi détruire les systèmes indiquant la vitesse de l’avion. On a vu récemment les problèmes dramatiques provoqués par le mauvais fonctionnement des sondes Pitot.
Les compagnies aériennes ne savent pas évaluer la densité de cendre tolérable pour faire voler les appareils. Pendant longtemps, elles ont évité de les faire voler lorsque de la cendre était dans l’air. Toutefois, après que des millions de personnes aient été bloquées et que des milliards de dollars aient été perdus lors de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010, les scientifiques ont commencé à faire des recherches. Des tests ont été effectués mais, de toute évidence, les résultats ne sont pas fiables.
Au vu des statistiques de l’USGS, des avions ont traversé des nuages ​​de cendre volcanique à 253 reprises entre 1953 et 2016. Neuf d’entre eux ont connu une panne de moteur, mais aucun ne s’est écrasé. On ne sait pas pourquoi certains nuages ​​de cendre peuvent avoir un effet  dévastateur sur certains moteurs, alors que d’autres avions peuvent se sortir des nuages de cendre relativement indemnes. C’est probablement parce que la composition de la cendre peut varier d’un volcan à l’autre.
Un autre problème doit être pris en compte: Tous les volcans ne sont pas surveillés, en particulier dans certaines régions volcaniques du Pacifique, de sorte que des pilote peuvent devoir traverser des nuages de cendre sans avoir été prévenus de leur présence.

Au bout du compte, il semble bien que la situation n’ait guère évolué depuis l’éruption de l’Eyfjallajökull….

Adapté à partir d’un article paru dans The Verge., VAAC Toulouse, Météo France, Rolls Royce.

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Apparently, the 2010 eruption of Eyjafjallajökull in Iceland did not bring any profitable lesson as far as air traffic is concerned. No reliable ash detection system has been installed in aircraft. This was confirmed to me by British Airways and Air France pilots. Efforts have essentially been made to investigate solutions to detect ash from the ground up to a minimum altitude of 12 km and to assess its density. In this way, plane manufacturers can better understand what densities of ash their aircraft are able to endure. Moreover, Volcanic Ash Advisory Centres (VAACs) now have significantly more sophisticated tools and procedures for mapping and forecasting the location of ash clouds than were available in 2010.

Despite all these efforts, the last eruption of Mt Agung caused the closure of several Indonesian airports, as well as many flight cancellations. The aviation colour code was also raised to Red during the last eruption of Mt Mayon in the Philippines. More recently, Mount Sinabung on Sumatra Island erupted in February and spewed an ash cloud up to 7 kilometres in the air. The aviation colour code was raised to Red, which meant that pilots should fly away from the volcano.

Experience has told aviation companies that volcanic ash can be a real danger to aircraft. The mixture of crushed rocks, gases, and tiny shards of glass can sandblast the plane’s exterior, get into the engine and block them, and ruin key navigational and communications systems. That’s why the nine Volcanic Ash Advisory Centers around the world keep watch for volcanic eruptions like Mt Sinabung’s. Their role is to track the ash clouds in real time and to divert the planes around.

Using a combination of satellite imagery, pilot reports, and data from volcano observatories, these VAACs issue colour-coded warnings: Green means a volcano is quiet; Yellow means the volcano is starting to get restless; Orange that an eruption is likely while Red means a big eruption is on its way, or has already started. The advisories don’t tell pilots what to do, but they provide key information about the size and location of the ash cloud and its direction.

The Volcanic Ash Advisory Centers were formed by the International Civil Aviation Organization after several planes almost crashed after flying through ash clouds. In 1982, two airplanes flying through ash emitted by Indonesia’s Mount Galunggung lost power to their engines and had to make emergency landings. One of them, a British Airways Boeing 747, plummeted more than 6,000 metres before the pilot could restart three of the four engines. Then, in 1989, another Boeing 747 nearly crashed after it flew through volcanic ash from Mount Redoubt in Alaska; all four of its engines had stopped functioning!.

Volcanic ash can damage an airplane in multiple ways. One of the most dangerous is by blocking the engine. Indeed, volcanic ash contains tiny glass particles that can melt in a jet engine’s heat. This molten glass can stick to key components, cutting the engine’s power, or killing it completely. At high speeds, ash coming into contact with the exterior of the plane can also break antennas, cloud windscreens, and generate static electricity that distorts navigation and communication signals. If ash flies into tubes that measure airspeed, it can also break the plane’s speedometer.

Air companies don’t know exactly how much ash is safe to fly through. For a long time, the aviation industry avoided flying when any ash was in the air. But after millions of people were stranded and billions of dollars were lost during the eruption of Iceland’s Eyjafjallajökull volcano in 2010, scientists began trying to figure out if there’s a middle ground. Tests were performed but the results obviously did not prove reliable.

All told, planes have flown through volcanic ash clouds about 253 times between 1953 and 2016, according to a report from the US Geological Survey. Only nine of those experienced engine failure, and none crashed. It’s not completely clear why certain ash clouds can have such a devastating effect on certain engines, and why other planes can fly through relatively unharmed. One possibility is that the composition of ash can vary from volcano to volcano.

There is another problem: not every volcano is monitored, especially in some volcanic regions of the Pacific, so it is still possible for planes to fly through ash clouds without warning.

To put it shortly, it seems the situation has not much changed since the 2010 eruption of Eyjafjallajökull…

Adapted from an article published in The Verge., VAAC Toulouse, Météo France, Rolls Royce.

Eruption du Galunggung en 1982 (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption du Redoubt en 1990 (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption de l’Eyjafjallajökull en 2010 (Crédit photo: Wikipedia)

 

Ciment à base de cendre volcanique // Cement made with volcanic ash

Selon une étude réalisée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology et de l’Université du Koweït, publiée dans le Journal of Cleaner Production, les villes du futur pourraient être construites avec du béton à base de cendre volcanique. Ce nouveau béton permettrait de réduire le coût d’énergie nécessaire à sa production, et certains mélanges offriraient une plus grande solidité que le ciment traditionnel. Les scientifiques ont créé un matériau qui mélange de la roche volcanique pulvérisée avec du ciment traditionnel. Le matériau consomme 16% d’énergie de moins pour construire un ensemble de 26 bâtiments en béton. Cette réduction d’énergie a été réalisée avec un matériau composé de 50% de cendre volcanique et de 50% de ciment Portland traditionnel, l’un des plus utilisés dans l’industrie et la construction. .
La fabrication du ciment Portland passe par de nombreux processus, depuis l’extraction du calcaire jusqu’au broyage, en passant par le traitement, puis la production. Il s’agit d’un processus qui demande une grosse dépense d’énergie, alors qu’il suffit de recueillir la roche volcanique et de la broyer pour en faire de la cendre.
Selon les chercheurs, en raison de la chaleur nécessaire à sa production, le ciment Portland représente environ 5% des émissions de dioxyde de carbone à l’échelle de la planète.
Les chercheurs ont testé divers mélanges de cendre volcanique et de ciment avec différents pourcentages pour chaque composant. L’étude de la relation entre la taille des particules de cendre, l’utilisation de l’énergie pour produire les matériaux et le rapport entre le ciment et la cendre volcanique a révélé comment le matériau lui-même pouvait être conçu en fonction des besoins. En effet, plus la cendre est fine, plus le béton est solide.
La cendre volcanique peut prendre différentes formes, il n’y a pas d’uniformité. Il faut juste la broyer au niveau nécessaire dans le mélange, mais, ce processus de broyage ne nécessite pas de chaleur comme pour la production de ciment Portland.
En ajustant les différents éléments du mélange, on pourrait produire un béton spécifique pour différents types de structures. Par exemple, les bâtiments de haute taille ont besoin de béton plus résistant, de sorte que le mélange pourrait contenir de la cendre volcanique plus fine en pourcentage plus élevé. Pour les fondations et les murs, de plus gros morceaux de cendre pourraient être mélangés au ciment, car la densité et la résistance ne sont pas aussi impératives.
L’extraction de la cendre pourrait être locale, ce qui éliminerait le besoin de transport sur de longues distances. La cendre volcanique étudiée par les chercheurs provenait d’Arabie Saoudite, pays voisin du Koweït. Les recherches à venir sur le béton à base de cendre volcanique devront étudier comment la cendre volcanique extraite ailleurs dans le monde réagirait avec le ciment Portland, dans la mesure où les cendres volcaniques ont des propriétés qui varient selon leur le lieu où elles sont produites.
Source: Médias d’information internationaux.

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According to a study by scientists from Massachusetts Institute of Technology, Kuwait Institute for Scientific Research and Kuwait University, published in the Journal of Cleaner Production, cities of the future could be built with concrete made from volcanic ash. The new concrete could also reduce energy costs during concrete production, and some mixes are stronger than traditional cement. The scientists created a material that mixes pulverized volcanic rock with traditional cement. The material would take 16 percent less energy to construct a neighbourhood of 26 concrete buildings, for instance. That specific energy reduction was found in a material made with 50 percent volcanic ash and 50 percent traditional Portland cement, one of the most popular in industry and construction. .

The making of Portland cement goes through many different processes, from limestone collection, to grinding, to treatment, and then finally production. It is a very high energy intensive process whereas you just need to collect volcanic rock and then grind it into ash.

According to the researchers, because of the heat required for its production, Portland cement accounts for about 5 percent of the world’s carbon dioxide emissions.

Researchers tested various volcanic ash and cement mixtures with different percentages of each component. Examining the relationship between ash size, energy use to produce the materials and ratio between cement and volcanic ash revealed how the material itself was customizable. For instance, the tinier the ash was broken down, the stronger the concrete was.

Volcanic ash may come in different forms, there is no uniformity. Obviously, an effort is required to grind them to a level that can be used in the mixture, but, that grinding process for volcanic ash does not require heat in the way that producing Portland cement does.

Adjusting the various elements of the mixture could lead to concrete specifically for different types of structures. For instance, tall buildings need stronger concrete, so the mixture might have tinier pieces of volcanic ash and a higher percentage of it. For foundations and walls, larger pieces of ash could be mixed in with the cement since the density and strength is not as imperative.

Collecting it locally eliminates the need for faraway transportation of materials as well. The volcanic ash the researchers focused on was from Kuwait’s neighbouring country, Saudi Arabia. Future research on volcanic ash concrete mixtures will have to examine how volcanic ash elsewhere would react with Portland cement since volcanic ash has varying properties depending on the location.

Source: International news media.

Des immeubles construits avec de la cendre volcanique un jour dans la ville de Koweït? (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption du Shinmoedake (Japon)

Les webcams (http://kirishima-live.jpn.org/) montrent en ce moment qu’un important épisode éruptif est en cours sur le Shinmoedake, sur l’île de Kyushu. Le volcan est en éruption, mais de manière moins violente, depuis le 1er mars 2018, date où son accès a été restreint. (voir mes notes du mois d’octobre 2017)
Les webcams montrent des projections de lave et des nuages de cendre qui montent à plus de 3 500 mètres au-dessus du volcan que l’on peut voir dans le film de 1967 « On ne vit que deux fois » avec James Bond.

C’est l’éruption la plus violente du Shinmoedake en sept ans. Quelque 65 vols ont été annulés.

Dans la ville de Kirishima au pied du volcan, certains piétons utilisent des masques chirurgicaux ou des serviettes pour se protéger contre la cendre tandis que d’autres ont recours à des parapluies. Les voitures sont recouvertes d’une couche de cendre. On ne déplore no dégâts ni blessés. La JMA indique que l’éruption va probablement continuer; l’agence conseille à la population d’être vigilante et de se méfier des projections volcaniques et des coulées pyroclastiques.
Source: Channel News Asia.

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Webcams (http://kirishima-live.jpn.org/) are currently showing that a significant eruptive episode is underway at Shinmoedake, on Japan’s island of Kyushu. The volcano has been erupting on a smaller scale since March 1st, 2018, when access was restricted. (see my posts of Octover 2017)

The webcams show lava, and ash clouds billowing more than 3,500 metres into the sky above the volcano which featured in the 1967 James Bond movie « You Only Live Twice ».

It is the strongest eruption of Shinmoedake in seven years. Some 65 flights have currently been cancelled.

In Kirishima city at the foot of the volcano, pedestrians wore surgical masks or covered their noses with hand towels, while others used umbrellas to protect from falling ash. Cars had layers of ash on their roofs. There were no reports of injuries or damage from the eruption. The Japan Meteorological Agency indicates that the volcanic activity is expected to continue and cautions residents against the possibility of flying rocks and pyroclastic flows.

Source: Channel News Asia.

Vue du Shinmoedake (Crédit photo: Wikipedia)

L’éruption reste intense (capture d’image de la webcam)

 

Cleveland (Iles Aléoutiennes – Alaska // Aleutian Islands – Alaska)

Comme cela arrive de temps en temps, le Cleveland, volcan des Iles Aléoutiennes, a connu un épisode éruptif mineur dans la matinée du 2 mars 2018, avec un petit nuage de cendres qui est monté jusqu’à environ 5 km dans l’atmosphère.
L’AVO n’a pas diffusé d’alerte pour l’aviation, mais le niveau d’alerte a été relevé de Jaune à Orange.
Les éruptions du Cleveland produisent généralement des nuages de cendre relativement  modestes qui se dissipent en quelques heures. Cependant, des émissions de cendre plus significatives sont également possibles.
La dernière éruption a été observée en décembre 2017.
Source: AVO.
Le Cleveland a été escaladé par Nicolas Hulot en 2003 mais il n’a pas pu atteindre le sommet car le temps commençait à se dégrader. L’émission en question s’intitule « La dernière Frontière – Alaska » et montre de superbes images de l’Etat et des Aléoutiennes. Vous pourrez la regarder aujourd’hui sur la chaîne Ushuaia TV à 13h25 et le 19 mars à 9h20.

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As this happens from time to time, Cleveland Volcano in the Aleutian Islands went through a minor eruption on March 2nd 2018 in the morning and sent a small ash cloud about 5 km into the atmosphere.

There were no aviation warning associated with the eruption, but AVO raised the alert level from Yellow to Orange.

Explosions from Cleveland typically produce relatively small volcanic ash clouds that dissipate within hours. However, bigger ash emissions are possible.

The volcano last erupted in December 2017.

Source: AVO.

Cleveland was climbed by Nicolas Hulot in 2003 but he could not reach the summit because the weather was starting to change. The programme is entitled “La dernière Frontière – Alaska” and shows great images of the State and the Aleutians. You can watch it today on Ushuaia TV at 13:25 and on March 19th at 9:20.

Source: Alaska Volcano Observatory