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Risques et moyens pour s’en protéger du volcanisme

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Risques et moyens pour s’en protéger du volcanisme

  • Il existe plusieurs types de volcans et d’éruptions. Quels sont les risques d’une éruption et quels sont les moyens pour s’en protéger ?

    • Les risques

    Les éruptions volcaniques, de partout dans le monde, ont eut des conséquences dramatiques. Elles ont entraîné la mort de milliers de personnes, environ 1100 ces dix dernières années. Le danger ne vient pas du volcan directement, mais plutôt des conséquences de son éruption.
    Les projections de cendres, de bombes, de blocs, de lapilli sont qualifiés par les scientifiques de "retombées de téphra". Leur volume est très important. Les bombes et les blocs forment des projectiles meurtriers, poussés par les explosions, entraînés par les mouvements de convection, les gaz et les cendres s’élèvent en un panache brûlant, parfois jusqu’à 40 kilomètres d’altitude, puis déroulent un nuage continu autour du globe. Ces gaz se muent alors en aérosols qui, en filtrant les rayons du soleil, perturbent le climat.
    Le mot lahars désigne un matériel volcanique instable qui à la suite d’un apport d’eau se met en mouvement. Le plus souvent la pluie imprègne des cendres non consolidées, la boue emprunte alors le lit des rivières et dévale les pentes à une vitesse de 50 km/h et dévastent tout sur leur passage. Les lahars ont d’autres origines : la liquéfaction, de sols gorgés d’eau, par les vibrations sismiques ; la vidange ou le débordement d’un lac de cratère ; la fonte des neiges ou des glaces sur un volcan en crise ; éruption sous un glacier.
    Lors d’une éruption ou au repos les volcans rejettent d’importantes quantités de gaz, tel l’anhydre sulfurique. Brassé par le vent ce gaz tombe en pluies acides qui brûlent les cultures. Autre gaz, le dioxyde de carbone, dont les émanations peuvent s’avérer mortelles. Le gaz incolore, inodore, s’écoulent vers le fond des vallées.
    Les coulées pyroclastiques ou nuées ardentes sont un mélange de cendres, de gaz sous pression et de blocs à haute température, qui dévalent les pentes des volcans à une vitesse d’au moins 100 km/h. Les détentes de gaz et les explosions propulsent ces coulées dans une seule direction. Celles-ci peuvent remonter les contre-pentes ou franchir des pentes. Produites par l’éruption d’un volcan gris, c’est le plus dangereux des phénomènes volcaniques.
    La plupart des volcans sont constitués d’un empilement de matériaux hétérogènes : laves, blocs, cendres, scories.
    Le magma, lorsqu’il traverse ces couches instables, peut provoquer des déformations qui font qu’une partie du volcan s’effondre. Les avalanches de débris ainsi créées dévalent les pentes, si le volcan est en bord de mer, la chute des débris dans l’eau forme un raz de marée.

    • Moyens pour s'en protéger

    Près d’un demi-milliard d’homme vivent sous la menace d’une éruption volcanique.
    Pour prévoir les éruptions les scientifiques disposent de matériel à la pointe de la technologie. Les scientifiques tirent leurs enseignements de trois catastrophes de ces dernières décennies : le Mont St Helens aux États-Unis, le Nevado del Ruiz en Colombie, le Pinatubo aux Philippines.
    Les scientifiques utilisent un réseau de télésurveillance constitué d’un ensemble de capteurs :
    - extensomètre : cet appareil installé sur une ligne de faille, permet de mesurer les tensions ou les mouvements de roche ;
    - magnétomètre : cet appareil sert à mesurer les variations du champ magnétique de la terre ;
    - sismomètre : il permet de mesurer les déformations du sol produites par les ondes sismiques.

    Les scientifiques utilisent aussi la détection géochimique ( analyse des gaz, de l’eau de source, de la radioactivité des roches ), la reconstitution de l’histoire du volcan grâce à la datation au carbone 14 et le positionnement par satellite qui permet l’enregistrement des mouvements grâce à des balises.
    Ces techniques leur permettent de prévoir dans un délai allant de quelques jours à un an la prochaine éruption.
    Un réseau de surveillance est constitué d’un ensemble de capteurs disposés de façon à enregistrer tous les paramètres. Toutes les données sont transmises en temps réel par radio à l’observatoire.
    Face aux agressions possibles des volcans, la dispersion prévue et organisée, demeure bien souvent la meilleure solution. Mais encore faut-il savoir où et quand les volcans vont frapper, d’où leur surveillance 24 h sur 24. Tout autour des volcans à risque, des panneaux d’information indiquant les infrastructures de protections et les zones d’évacuation.
    Mais il existe d’autres moyens que la fuite. Les Hommes inventent toute une série de parades high-tech ou artisanales. Par exemple, sur les pentes du volcan Tokachi, les ingénieurs japonais ont construit le plus grand « crible-dam » du monde : un barrage fait de tubes d’acier mesurant 15 mètres de haut et 1 kilomètre de long. Ce barrage fait office de tamis, destiné à retenir les blocs et les troncs d’arbres charriés par les coulées. Autre exemple à Java, au pied du Mérapi, les Indonésiens ont construit un réseau de digues visant à freiner les coulées de boue. Ces digues sont construites avec les matériaux rejetés par le volcan.

    • Exemple du Piton de La Fournaise

    L'Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise fait partie de L'lnstitut de Physique du Globe de Paris. Cette structure a été créée en 1980 après l'éruption hors enclos de 1977 qui avait partiellement détruit le village de Piton Sainte Rose.

    Il a trois objectifs :

    • La recherche sur le fonctionnement et l'évolution des volcans
    • La surveillance de l'activité du Piton de la Fournaise. ainsi que le suivi des éruptions et des coulées de laves
    • La recherche fondamentale expérimentale permet d'améliorer les techniques et l'instrumentation utilisées afin de mieux connaître les caractéristiques du volcan d'anticiper son évolution, ses éruptions et donc d'estimer les risques. Puisque le Piton de la Fournaise est un volcan très actif, avec en moyenne une éruption par an, de nouveaux instruments ou des équipements améliorés peuvent y être testés dans des délais raisonnables.

    La surveillance est une application de cette recherche. Elle répond à un besoin de sécurité de la population. Cette surveillance est l'aboutissement de la mise en place d'un important réseau d'instruments dans le cadre de la recherche, opérationnel en temps réel 24h/24.

    Installations sur le Piton de La Fournaise :

    1. Les appareils de mesure

    • Le distancemètre

       Ainsi l'expérimentation instrumentale, l'enregistrement et l'interprétation des données comme les sismogrammes, les déformations observées, les variations de l'activité du radon et du champ magnétique sont des facteurs de la connaissance du volcan. Les éruptions volcaniques sont déclenchées par une augmentation de pression dans une chambre magmatique superficielle. La pression peut augmenter, notamment, lors de l'arrivée de magma provenant de réservoirs plus profonds. Cela se traduit par des déformations du massif, le volcan se dilate. Ces déformations se traduisent à la surface par des variations de la pente du cône, par des ouvertures des fissures, les distances entre deux repères changent et l'altitude varie.
    Le distancemètre émet un rayon infrarouge successivement vers les différents catadioptres (ou prismes réfléchissants), installés sur le flanc du volcan.
    Le temps de parcourt, aller et retour du rayon infrarouge, est chronométré. Ainsi on peut déterminer la distance entre l'émetteur et le réflecteur.
    Le distancemètre est motorisé, ce qui lui permet d'effectuer automatiquement plusieurs mesures grâce à la présence de plusieurs catadioptres.
    Après avoir calculé les distances, les résultats sont envoyés à l'observatoire via l'antenne émettrice se trouvant à côté de l'appareil (visible sur la première photo).

    • L'extensomètre

       Les mouvements du volcan sont observés également sur le réseau de fissures existantes (ou failles). Pour suivre ces mouvements, des extensomètres ont été installés sur certaines fissures centimétriques dans des dalles de basalte.
    Ils mesurent en permanence l'écartement des bords de la fissure, mais aussi le cisaillement et le décrochement de la faille, donc le mouvement en trois dimensions.

    • Le magnétomètre

       La Terre possède un champ magnétique terrestre qui lui est propre.
    Un autre champ dû à la présence de minéraux ferromagnésiens dans la lave (présence de minéraux de fer) ou par des courants électriques dans la ionosphère, perturbe le champ magnétique terrestre.
    Ainsi, les activités volcaniques comme la remontée de magma et la circulation de fluides hydrothermaux engendre une modification du champ magnétique terrestre locale.
    Alimenté par un capteur solaire (qui fournit de l'électricité à partir de l'énergie solaire), le magnétomètre mesure régulièrement le champ magnétique local et envoie les données à l'observatoire via l'antenne émettrice.

    • La sonde a radon

       Le radon est un gaz radioactif qui se forme dans le magma par désintégration de l'uranium et du thorium.
    Lors d'une montée magmatique un dégazage de celui-ci s'effectue par diminution de pression. Les gaz volcaniques, essentiellement de la vapeur d'eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2), s'échappent les premiers à travers des fissures du massif.
    Avec ces gaz majeurs, le radon arrive à la surface avant le magma lui-même. Ces sondes sont installées sur le massif du volcan, généralement dans les scories des fissures éruptives existantes, des endroits où on attend que les gaz volcaniques s'échappent de préférence.

    • Le sismomètre

       Les éruptions volcaniques sont déclenchées par une augmentation de pression dans une chambre magmatique superficielle. Cela se traduit par des déformations du massif, le volcan se dilate, provoquant une cassure de roche (fissure).
    Les sismomètres sont répartis sur et autour du volcan. Cette répartition est choisie pour pouvoir déterminer avec précision les épicentres des séismes liés au volcan.
    Ce réseau de surveillance sismique permet:
    - un suivi permanent de l'activité sismique du volcan en temps de repos
    - d'observer les mouvements du magma sous le massif
    - de localiser la mise en place des intrusions pendant les crises sismiques précédant les éruptions
    - de distinguer les événements volcano-tectoniques des tremblements de terre régionaux qui ont lieu sous l'île ou dans ses environs
    - de reconnaître les perturbations locales dues aux effondrements du rempart, aux orages, aux hélicoptères et randonneurs sur le volcan mais aussi de reconnaître les tremblements de terre qui se produisent parfois à des milliers de kilomètres.
    Ainsi l'étude des séismes, leur sismogramme, leur intensité, leur nombre et leur lieu, permettent d'évaluer les risques d'une éruption volcanique.

    2. La prévision de l’éruption de janvier 2002

       Après une période de repos de plus de 5 ans (1992-1998), le Piton de la Fournaise est de nouveau un des volcans les plus actifs de la planète. Les éruptions sont fréquentes et il reste rarement inactif plus de quelques années. Depuis 2000, il s'est produit six éruptions dont la dernière a débuté le 5 janvier 2002 à 23 h.

    Depuis août 2001, le volcan annonçait une reprise d'activité par des crises sismiques et l'ouverture d'une fissure au niveau du cratère Magne. Ces signes avaient provoqué le déclenchement de plusieurs pré-alertes et alertes. L'éruption a débuté par l'ouverture de quatre failles dans la partie Nord-Est de l'Enclos Fouqué, à environ 1850 m d'altitude, sous le Nef coupé de Sainte-Rose. Quatre fontaines de lave ont jailli et se sont répandues dans la plaine des Osmondes, accompagnées d'un fort dégazage. Dès le 6 janvier, les projections étaient plus faibles même si deux fontaines de lave restaient particulièrement actives et que la faille de Magne, mesurées par un extensomètre, continuait de s'agrandir. A partir du 10 janvier, plus aucune coulée n'était observée et seuls des lambeaux de lave de quelques centimètres jaillissaient de la seule fissure encore active.
    Cependant, un risque d'ouverture d'une nouvelle faille était envisageable dans le haut de la commune de Sainte-Rose en raison d'une reprise importante de la sismicité. Le 12 janvier, suite à une nouvelle éruption, une coulée a repris dans la Plaine des Osmondes. On a également observé de nombreux éboulements de la paroi du rempart Nord de l'Enclos. La coulée est descendue en direction du Grand Brûlé à une vitesse d'environ 50 m/h. Le 14, la coulée traverse la route nationale et arrive dans la mer.
    Entre le 14 et le 15 janvier, une centaine de secousses localisées dans l'Enclos a été enregistrée, la magnitude la plus forte étant de 1,6. Cette activité sismique faisait craindre aux scientifiques une éruption en dehors de l'Enclos. Le préfet a donc donné l'ordre d'évacuer les 1000 habitants du village de Bois Blanc. Le mercredi 16, l'éruption s'est arrêtée brutalement. Dès le 18, l'activité sismique était redevenue normale, les émissions de lave avaient cessé et la Réunion avait gagné quelques hectares de terre sur la mer.

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