RN 7 – Eruptions volcaniques 

Mise à jour : novembre 2020

Nicolas Taillefer, responsable de l’unité Risques sismiques et volcaniques – BRGM
Yoann Legendre, BRGM Guadeloupe

 

Sommaire :

 

1  Définitions

Un volcan est un relief terrestre ou sous-marin qui se forme lorsque du magma (un mélange de roches en fusion (la lave), de gaz et d’éléments solides (cristaux)) est émis à la surface de la Terre. On parle alors d’éruption volcanique. On distingue une éruption effusive lorsqu’elle produit des coulées de lave, d’une éruption explosive lorsque la détente brutale des gaz en surpression dans le magma provoque sa fragmentation en une multitude de fragments de roche, mélangés à des gaz volcaniques. Les produits issus des éruptions explosives sont dits « pyroclastiques » du grec « pyro » qui signifie « feu » et « klastos » qui signifie « fragment, morceau ».

Le volcanisme est, avec les séismes (voir fiche RN6, , l’une des principales manifestations de la tectonique des plaques qui reflètent la dynamique des processus de l’intérieur de la Terre. Le volcanisme regroupe l’ensemble des phénomènes naturels liés à l’activité des volcans.

On distingue différents types de volcanisme en fonction qu’il prenne naissance :

• Aux frontières des plaques tectoniques convergentes, comme le volcanisme de subduction (Petites Antilles – Guadeloupe et Martinique) avec une dynamique plutôt explosive,
• Qu’il se situe au niveau des plaques divergentes comme le volcanisme de ride médio-océaniques ou de rifts continentaux,
• Ou qu’il soit indépendant des mouvements des plaques tectoniques comme le volcanisme dit de point chaud ou intra-plaque (Piton de la Fournaise, Réunion ; la Polynésie Française, l’Auvergne).

Schéma général des différents types de volcanisme associés aux mouvements des plaques tectoniques (modifié d’après C. Lefèvre, 2010 – Volcans et risques volcaniques)

 

On compte environ 1 500 volcans actifs sur toute la surface de la terre (Smithsonian Institution). Une cinquantaine d’éruption volcanique ont lieu chaque année. Les éruptions sous-marines sont les plus fréquentes sur Terre. En effet, on pense que les trois quarts du volume de lave émis chaque année par les volcans sont le produit d’éruptions sous-marines. La NASA estime à 1.5 millions le nombre de volcans « sous-marins » soit 1000 fois plus que le nombre de volcans « aériens ».

Par volcan actif on caractérise un volcan dont on connait au moins une éruption historique. On distingue aussi les volcans endormis, c’est-à-dire qui ont générés des éruptions pendant la période Holocène (derniers 10.000 ans) mais qui ne montrent pas de signes récents d’activité et les volcans éteints, qui n’ont pas connu d’éruption pendant la période Holocène (derniers 10.000 ans) ou si les scientifiques estime qu’ils sont incapables de rentrer une nouvelle fois en éruption.

Pour en savoir plus : https://www.georisques.gouv.fr/risques/volcanisme

 

 

2  Nature, causes et effets

De façon globale, l’activité volcanique regroupe la grande diversité des phénomènes qui peuvent survenir autour d’un volcan et ne se résume pas qu’aux seules éruptions magmatiques. Elle intègre aussi les éruptions phréatiques et/ou hydrothermales sans participation directe de magma, les effondrements partiels de volcans et glissements de terrain volcaniques, les coulées de débris, les tsunamis d’origine volcaniques, etc.

L’activité volcanique concerne aussi l’activité du système hydrothermal d’un volcan qui est caractérisé par les zones dans lesquelles les gaz volcaniques chauds interagissent avec les eaux de surface d’origine météorique et la roche volcanique environnante pour produire une multitude de manifestations telles que les fumerolles, le dégazage passif du sol, les zones de sol chauffé, les sources thermales, les lacs volcaniques avec dégazage.

 

2.1  Description des phénomènes volcaniques

On considère habituellement sept manifestations volcaniques (aléas volcaniques) à risque élevé (IAVECI International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth’s Interior) qui sont subdivisés en deux groupes :

• Les aléas primaires, directement liés à l’activité éruptive et qui surviennent au cours de l’éruption : les coulées et dômes de lave, les retombées aériennes, les coulées pyroclastiques, les émanations de gaz,
• Les aléas secondaires, indirectement liés aux éruptions et qui apparaissent en décalé avant ou après à l’éruption, aussi bien spatialement (des effets secondaires pouvant atteindre des zones très éloignées du volcan), que temporellement (des effets secondaires ayant lieu bien après l’éruption) : les tsunamis volcaniques, les coulées de débris (lahars), les avalanches de débris engendrées par l’effondrement partiel d’une partie du volcan.

A cette définition des principaux aléas volcaniques on peut aussi rajouter d’autres aléas dont le risque associé est considéré comme potentiellement moins élevé comme la foudre et les éclairs, les séismes d’origine volcaniques et les effets associés, les pluies acides et la contamination atmosphérique, les résurgences de fluide hydrothermal acide et chargés en éléments chimiques potentiellement toxiques, etc. On peut aussi ajouter à cela d’autres conséquences qui peuvent perdurer des décennies après l’éruption et dont les impacts peuvent être environnementaux (écosystèmes, agriculture, contamination des eaux souterraines et de surface, des sols, impacts sur le climat, …), sociaux (famine, épidémie, …) ou structurels (impacts sur les réseaux d’eau potable et de gestion des eaux usées, d’électricité, transports y compris l’aviation, l’industrie,…), où systémiques (par ex. communications, réseau de santé publique, d’éducation, de la justice, gouvernance, organisation sociétale, relations internationales).

Vue schématique des sept grands types d’aléas volcaniques © BRGM – FP7 MED-SUV

 

L’illustration ci‑dessus schématise bien ces principales manifestations en surfaces des phénomènes volcaniques présentant des risques pour les populations et l’environnement.

Tous les édifices ne sont cependant pas concernés par l’ensemble de ces aléas, qui varient en fonction du type de volcan, du type d’éruption, de son contexte géologique et de sa situation géographique. Toutefois, il n’est pas rare dans certains contextes comme les Antilles Françaises d’observer, au cours d’une même éruption, la succession de différents aléas parfois de manière brusque et avec des intensités élevées.

 

Les coulées et de dômes de lave sont des épanchements de roches en fusion qui se mettent en place sur les flancs des volcans. Sous l’effet de la gravité, les roches fondues coulent le long des pentes. Certaines laves les plus visqueuses ne peuvent quasiment pas s’écouler : elles s’accumulent alors au-dessus de leur point de sortie et forment des dômes qui obstruent parfois le conduit magmatique, entraînant une pressurisation du système pouvant conduire à des explosions violentes. La capacité de la lave à s’écouler dépend des paramètres physico-chimiques (température, composition chimique, viscosité), du débit à la source et de la morphologie des terrains qu’elle parcourt (pente, rugosité, vallées, obstacles). L’ensemble de ces paramètres va déterminer la vitesse de mise en place de la coulée et la distance qu’elle pourra parcourir. La température d’émission de la lave varie entre 1200°C et 700°C (en fonction du type de lave), et les vitesses de mise en place ont tendance à fortement diminuer à mesure que l’on s’éloigne de la bouche éruptive et/ou sur pente faible.

 

Les retombées aériennes désignent l’ensemble des fragments de roches (des cendres aux blocs), de minéraux (quelques microns à quelques millimètres) et des aérosols qui sont émis dans l’atmosphère lors d’une éruption. Elles sont produites lors d’explosion qui trouvent leur origine :

• Soit dans l’expansion brutale des gaz contenus dans le magma qui entraine une fragmentation (explosion) de ce dernier au cours de sa remontée vers la surface dans : c’est le cas des éruptions magmatiques
• Soit dans la vaporisation brutale des fluides souterrains qui circulent dans la partie sommitale d’un volcan et dans le système hydrothermal ; c’est le cas des éruptions phréatiques ou hydrothermales.

Une grande quantité de particules volcaniques de toute taille (blocs, cendres, etc), regroupées sous le terme générique de téphra, est alors éjectée dans un jet de gaz, généralement vertical qui forme un panache volcanique. Le comportement de ces particules volcaniques varie en fonction de leurs tailles respectives :

1. Les bombes volcaniques désignent les particules les plus grossières qui sont éjectées du cratère et retombent tout autour en suivant une trajectoire balistique.
2. Les retombées de cendre et de lapillis désignent les particules de taille fine à intermédiaire. Elles sont initialement incorporées dans le panache volcanique et propulsées verticalement dans l’atmosphère, puis sont transportées latéralement par les vents dominants, avant de sédimenter au sol par gravité et/ou sous l’effet des précipitations. Les panaches volcaniques sont capables d’atteindre des altitudes considérables (jusqu’à plusieurs dizaines de km), tandis que les particules volcaniques peuvent voyager dans l’atmosphère sur des centaines voire des milliers de kilomètres avant de se déposer, surtout pour les plus fines, appelées « cendres volcaniques ».
3. Les particules les plus fines et les aérosols volcaniques injectés en haute atmosphère par des éruptions violentes peuvent rester en suspension pendant des années avant de sédimenter. Ils peuvent même avoir un impact sur le climat pendant quelques années (refroidissement) en réfléchissant une partie du rayonnement solaire.

 

Les coulées pyroclastiques (anciennement nommées « nuées ardentes ») sont des mélanges complexes à haute température (250 – 800 °C) de gaz et de fragments de magma et d’autres roches volcaniques de différentes tailles qui se mettent en place en dévalant les flancs des volcans. Ces coulées sont capables de se déplacer à des vitesses considérables (jusqu’à 700 km/h) sur des distances très importantes (pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilomètres), de franchir des reliefs à contre-pente (crêtes, collines, etc.) importants, et même de se prolonger à la surface de la mer sur des centaines de mètres.

On distingue :

• Des écoulements concentrés, chargés en une grande quantité de particules pouvant atteindre des tailles de plusieurs mètres de diamètre qui sont généralement canalisés par la topographie;
• Des écoulements dilués peu chargés en matériaux solides qui sont très turbulents, caractérisés par une grande énergie et une grande mobilité.

Ces phénomènes très complexes peuvent se former au cours de différents types d’éruptions, que l’on peut regrouper autour de trois grands mécanismes : l’effondrement sur lui-même d’un panache volcanique vertical, la déstabilisation gravitaire d’un dôme de lave en croissance, la survenue d’une explosion latérale dirigée violente prenant naissance dans un dôme ou une intrusion magmatique à faible profondeur dans l’édifice volcanique voire d’un front épais de lave visqueuse riche en gaz.

Les écoulements pyroclastiques sont les phénomènes volcaniques directs les plus meurtriers au 20ème siècle.

 

Les émanations de gaz, sont une manifestation importante de l’activité volcanique, que ce soit lors d’éruptions (où le gaz est alors moteur du phénomène, notamment lors des éruptions explosives), ou lors de période de repos (où les gaz s’échappent alors de façon localisée via les fumerolles ou les sources hydrothermales, ainsi que de façon plus diffuse au travers du sol).

Les différents constituants des gaz volcaniques sont, par ordre d’abondance : l’eau (jusqu’à 95%), le dioxyde de carbone (CO2), les espèces soufrées (SO2, H2S), les gaz acides (HCl et HF) et des constituants mineurs (azote N2, He, radon et autres gaz rares, CO, CH4, H2).

L’interaction de ces gaz (et/ou des cendres sur lesquelles ils ont pu se condenser) avec l’atmosphère peut entrainer la formation de pluies acides (notamment par combinaison des espèces soufrées avec l’eau de pluie). L’injection de grande quantité de gaz dans la haute atmosphère (stratosphère) entraine des modifications complexes et durables qui peuvent avoir un impact sur le climat.

Il peut arriver que le gaz carbonique émis par le volcanisme soit stocké au fond des lacs de cratères. Ces eaux profondes peuvent remonter à la surface et dégager brutalement une grande quantité de gaz. L’arrivée massive de gaz en surface peut alors entraîner l’asphyxie des hommes et des animaux (exemple du lac Nyos, cameroun en 1986).

 

Les glissements de terrain et les avalanches de débris. Les dépôts volcaniques peuvent être non stabilisés et engendrer des glissements de terrain qui peuvent affecter l’ensemble des reliefs volcaniques, qu’ils soient actifs ou non, et provoquer ainsi des dommages importants sur des enjeux variés.

Les avalanches de débris sont des phénomènes cataclysmiques de grande ampleur au cours desquels une grande partie d’un flanc d’un édifice volcanique (voire un flanc entier) s’effondre sous son propre poids, provoquant un gigantesque glissement de terrain. De nombreuses études ont montré que ce genre de phénomène était assez commun à l’échelle des temps géologiques sur la plupart des volcans de la planète, qui alternent entre des phases de construction progressives (au gré des éruptions) et des phases de destruction brutales.

L’effondrement partiel d’un volcan et la mise en place d’une avalanche de débris peut se former selon différents mécanismes (remontée rapide d’un grand volume de magma qui déforme l’édifice, présence d’un système hydrothermal qui altère profondément et fragilise le volcan, instabilité gravitaire, précipitation extrêmes, violent séisme). Il peut avoir lieu indépendamment au début ainsi qu’au cours d’une éruption ou lors d’une période de repos entre deux éruptions. Ce phénomène aura d’autant plus de chance de survenir que le volcan est haut et possède des pentes fortes.

De plus, lors­qu’ils concernent un très gros volume de matériaux et qu’ils ont lieu près de la côte ou sous la mer, ils peuvent engendrer des tsunamis (voir fiche RN6, Séismes et tsunami).

 

Les coulées de débris ou « lahars » (terme d’origine indonésienne), sont des écoulements rapides composés d’un mélange d’eau et de matériel volcanique. Elles peuvent se former :

• de manière directe, comme par exemple lorsque qu’une éruption a lieu sur un glacier ou champ de neige, sous un glacier, etc. ;
• ou de manière indirecte, comme lorsque de fortes pluies remobilisent des dépôts volcaniques non consolidés jusqu’à plusieurs années à dizaines d’années après l’éruption, ou encore lorsque des écoulements pyroclastiques ou avalanche de débris se mélange à des quantités importantes d’eau dans une rivière où un lac, etc..

Les lahars sont des mélanges denses, très hétérogènes, qui peuvent transporter des blocs de taille très importante, parfois décamétriques. Ils possèdent un front très compact et sont capables de se déplacer à des vitesses de plusieurs dizaines de km/h sur de très grandes distances. La coulée de débris s’agrandit au fur et à mesure qu’elle s’écoule en érodant et intégrant les terrains sur lesquels elle se déplace.

Les lahars sont des écoulements gravitaires généralement bien canalisés dans les vallées les plus encaissées, mais qui peuvent déborder très rapidement en plaine et inonder de vastes surfaces. Après les écoulements pyroclastiques, les lahars sont le phénomène volcanique le plus meurtrier au 20ème siècle avec entre autres 23 000 victimes lors d’une seule éruption au Nevado del Ruiz en 1985 (Colombie).

 

Les tsunamis « volcaniques ». Un tsunami est le résultat de la mise en mouvement brusque d’une grande masse d’eau en mer, qui se propage sous forme d’ondes, potentiellement sur de grandes distances à travers les océans. Les tsunamis les plus dévastateurs de ces dernières années sont d’origine tectonique (c.à.d. provoqués par un séisme lié au mouvement des plaques tectoniques), mais certains phénomènes volcaniques sont aussi capables de provoquer des tsunamis. L’initiation du phénomène, c’est à dire la mise en mouvement de la masse d’eau, peut résulter de certains phénomènes volcaniques :

• Les explosions provenant d’éruptions sous-marines ;
• L’entrée brutale dans l’eau de grandes quantité de matériel volcanique (coulées pyroclastiques, lahars ou d’avalanches de débris) ;
• Les séismes de forte magnitude, d’origine volcanique à proximité d’un volcan actif ;
• L’effondrement partiel d’une partie d’un édifice volcanique (situé à terre ou sous-marin) ;
• La formation en mer d’une caldera (une structure provoquée par l’effondrement du toit de la chambre magmatique d’un volcan après un vidage rapide du magma au cours d’une éruption importante) ;
• La propagation sur une surface liquide d’une onde de choc atmosphérique liée à une forte explosion volcanique.

Pour en savoir plus : https://www.georisques.gouv.fr/risques/volcanisme

 

2.2  Les effets et conséquences

La diversité des phénomènes volcaniques et la variabilité de leurs intensités dans le temps et dans l’espace, font que les impacts d’une éruption volcanique peuvent grandement varier d’une situation à une autre, aussi bien pour la vie humaine que pour les biens ou l’environnement.

Le volcanisme est source d’opportunités pour nos sociétés, ce qui expliquent la présence de nombreux enjeux et de population à proximité des volcans. On estime à 200 millions le nombre de personnes vivant très proche d’un volcan (à moins de 30 km). Ils sont une formidable source de minéraux divers (soufre, cuivre, or, argent), d’énergie (géothermie) et de terrains agricoles particulièrement fertiles.

Les coulées de lave sont généralement suffisamment lentes pour laisser le temps aux humains et aux animaux de se mettre en sécurité, et sont donc sauf cas exceptionnel, peu meurtrières. Elles sont par contre très difficiles à arrêter ou même à dévier. Elles peuvent donc causer d’importants dégâts matériels aux constructions, aux infrastructures et aux cultures. Elles peuvent aussi du fait de leur température initier des feux qui se propagent dans la végétation alentours. En refroidissant, les coulées forment une couche de roche très dure, rendant la restauration des sites difficile voire impossible.

Les retombées de cendres mettent rarement directement en danger la vie humaine, sauf dans les cas où des dépôts de retombées très épais impactent structurellement des bâtiments (effondrement du toit, par exemple) menaçant les occupants présents à l’intérieur. Cependant, les retombées de cendres peuvent impacter gravement la société que ce soit au niveau :

• De la santé publique, notamment par l’inhalation de cendres provoquant de sévères troubles respiratoire;
• Des équipements et infrastructures stratégiques, et notamment les systèmes d’énergie (production, transport et distribution), le traitement et la distribution de l’eau, le réseau et le traitement des eaux usées, les transports (terrestre et aérien), les télécommunications ;
• De l’environnement et de la production agricole primaire,
• etc.

La perte de fonctionnalité de ces enjeux sociétaux peut avoir des conséquences très importantes pour les communautés touchées et non proportionnelles au regard des impacts physiques des cendres volcaniques en elles-mêmes. Autrement dit, l’impact des retombées de cendres peut être grave même si l’intensité du risque de retombées cendre est relativement faible.

Les coulées pyroclastiques, du fait de la vitesse du phénomène, de sa température très élevée, de la pression dynamique associée, de la charge en particule, etc, représentent l’une des menaces volcaniques la plus importantes pour l’homme et la plus meurtrières des XXème et XXIème siècles.

Les coulées pyroclastiques ont un fort pouvoir destructeur, autant sur le vivant (brûlures, asphyxie, ondes de choc, etc.) que sur les infrastructures (incendies, impacts de blocs, pression dynamique, etc.), l’environnement et les pâturages et/ou les cultures (incendies, recouvrement par les dépôts de cendres, modifications de la topographie (comblements des vallées), etc.).

Les lahars sont généralement bien canalisés dans les vallées les plus encaissées, mais peuvent déborder très rapidement en plaine et inonder de vastes surfaces à l’image des inondations. Ce sont des mélanges denses, d’eau et de matériel volcaniques, qui peuvent transporter des blocs de taille très importante et causer des dégâts importants aux bâtiments et infrastructures dans les zones topographiquement basses à proximité des vallées (allant jusqu’à une destructions complète). L’ensevelissement des terres arables entraine la destruction des cultures et/ou des pâturages. La forte érosion des sols et des berges des rivières, lors du passage des lahars peut modifier la topographie, en comblant des vallées, et entrainer la perte d’infrastructures situées trop près des rivières. Les dépôts associés au passage d’un lahar se solidifient sous une forme qui rend souvent l’exploitation des terres incompatibles avec leur vocation initiale (culture, pâturage, routes, etc.).

Les émanations de gaz, sont une manifestation importante de l’activité volcanique, et leurs impacts dépendent des concentrations présentes dans l’environnement (atmosphère, sols, etc.) et de la durée de l’exposition. Certains gaz volcaniques (notamment le dioxyde de souffre, SO₂) peuvent interagir avec l’atmosphère et produire des pluies acides, ayant des impacts importants sur la végétation, les cultures et les pâturages et engendrer des risques importants d’irritation et de brûlures (yeux, peau, voies respiratoires, etc.)..

Les gaz plus lourds que l’air se concentrent dans les creux topographiques et les points bas, où ils se substituent à l’air pour former des pièges invisibles, parfois mortels (asphyxie).

A plus grande échelle, la présence de grande quantité de gaz, d’aérosols et de particules volcaniques injectées dans l’atmosphère par de très grandes éruptions volcaniques peuvent avoir un impact sur le climat.

Les glissements de terrain et les tsunamis résultant de l’activité volcanique, en fonction de l’ampleur et de l’intensité du phénomène, de sa localisation, etc. ont aussi un fort pouvoir extrêmement destructeur. Les impacts potentiels associés à ces aléas sont les mêmes que ceux concernant les mouvements de terrain ou les tsunamis non-volcaniques (voir fiche RN6, Séismes et tsunami et RN 3 Mouvement de terrain).

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3  Mesures de prévention des phénomènes

La prévention contre les risques volcaniques passe par une amélioration de notre connaissance des volcans afin de mieux évaluer l’aléa, et par le développement des moyens de surveillance pour détecter les signes annonciateurs des éruptions.

Elle s’appuie aussi sur la capacité des sociétés à anticiper les situations de crise, sur la réduction des vulnérabilités et sur l’information préventive des populations.

3.1 Etudes des manifestations passées des volcans actifs

On recense une cinquantaine d’éruptions volcaniques aériennes chaque année dans le monde, et sur les 1500 volcans considérés comme actifs, 600 seraient rentrés en éruptions depuis l’antiquité pour 8000 éruptions reconnues. Ces chiffres marquent assez bien le fait que les éruptions volcaniques sont relativement rares à l’échelle d’une vie humaine et que certains volcans peuvent rentrer en éruption alors que les dernières manifestations étaient très anciennes.

Afin de mieux connaître un volcan et de se préparer à ses manifestations potentielles, il est essentiel d’étudier ses éruptions passées, dont on trouve des traces dans les couches géologiques qui constituent le volcan lui-même. Ces études permettent aux scientifiques de mieux comprendre son ou ses fonctionnement(s), son histoire éruptive, les différents types d’éruptions possibles, et aident ainsi à qualifier les aléas susceptibles de survenir en cas de nouvelle éruption et de quantifier leurs impacts. Lorsque les données existantes sur un volcan en particulier sont insuffisantes, l’étude et l’analyse d’autres volcans du même type (analogues : fonctionnement similaire dans un contexte similaire) ailleurs dans le monde est aussi souvent un bon moyen d’améliorer nos connaissances.

L’article D563-9 du code de l’environnement présente sous forme de tableau la liste des communes particulièrement exposées à un risque d’éruption volcanique où sont applicables les dispositions des articles R. 125-9 à R. 125-14 relative à la prévention du risque.

 

3.2 Exposition des territoires français aux risques volcaniques

La Martinique

La Montagne Pelée est l’un des volcans les plus actifs des Petites Antilles, et est le seul volcan actif de la Martinique. Son activité éruptive historique se caractérise par deux éruptions à dôme : la tristement célèbre de 1902-1905 (un peu moins de 30 000 morts détrui­sant complètement les villes de Saint-Pierre et de Morne-Rouge) et celle de 1929-1932. On note aussi pour la période historique 2 éruptions phréatiques de faible intensité répertoriées : 1792 et 1851.

Depuis 13 500 ans, les éruptions de type explosif, accompagnées notamment de coulées pyroclastiques et d’importantes retombées aériennes ponceuses (de type plinienne) caractérise l’activité magmatique de la Montagne Pelée. Plus d’une vingtaine d’éruptions ont été recensées au cours des derniers 6 000 ans d’activité de la Montagne Pelée.

Depuis la fin de la dernière éruption magmatique en 1932, l’activité de la Montagne Pelée a décru de manière significative.  L’activité fumerolienne est nulle, l’activité hydrothermale poursuit un régime globalement en lente diminution. L’activité sismique est très faible et traduit l’activité du système hydrothermal. Le volcan est en état de vigilance scientifique et instrumental de niveau 1 (vert) : activité globale minimale, les paramètres éruptifs sont au niveau de base.

La Montagne Pelée est sous la surveillance de L’Observatoire Volcanologique et Sismologique de la Martinique (OVSM), station de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP). Pour en savoir plus, consultez le site de l’OVSM : https://www.ipgp.fr/fr/ovsm/observatoire-volcanologique-sismologique-de-martinique

 

La Guadeloupe

La Soufrière de Guadeloupe fait aussi partie des volcans actifs de l’arc insu­laire des Petites Antilles. Malgré des évidences d’activités magmatiques du complexe volcanique Madeleine – Trois-Rivières au cours de la période Holocène, la Soufrière de Guadeloupe est considéré comme le seul volcan actif de la Guadeloupe.

L’activité volcanique récente de la Soufrière de Guadeloupe se caractérise par les 6 éruptions phréatiques historiques, avec des éruptions mineures ou de faible intensité : 1690, 1812, 1836-37, 1956 de notre ère et des éruptions majeures ou de fortes intensités : 1797-98 AD et 1975-77 de notre ère. Malgré cette activité volcanique historique de type phréatique, la Soufrière de Guadeloupe montre bien dans son histoire éruptive une activité magmatique très similaire à celle de la Montagne Pelée, avec une vingtaine d’éruption en moins de 9 000 ans. La dernière éruption magmatique, à l’origine de la formation du dôme actuel date de 1530 de notre ère.

Près de 80 000 personnes vivent dans des zones directement exposées aux aléas volcaniques de la Soufrière de Guadeloupe.

La Soufrière de Guadeloupe est sous la surveillance de L’Observatoire Volcanologique et Sismologique de la Guadeloupe (OVSG), station de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP). Pour en savoir plus, consultez le site de l’OVSG : https://www.ipgp.fr/fr/ovsg/observatoire-volcanologique-sismologique-de-guadeloupe

 

La Réunion

Le Piton de la Fournaise, associé à un volcanisme de type point chaud, est l’un des volcans les plus actifs au monde avec une éruption tous les 9 mois en moyenne, avec souvent plusieurs éruptions dans la même année. C’est également l’un des plus surveillés et dont l’activité récente est la mieux connue : il produit essentiellement des coulées de lave fluides, assorties de projections de scories et lapillis s’accumulant en cônes de petit volume.

La plupart des éruptions historiques (post-1640) se sont produites à l’intérieur de l’Enclos Fouqué (97%), zone inhabitée et cernée par un haut rempart d’effondrement. Quelques éruptions (3% ; 1708 ; 1774 ; 1776 ; 1800 ; 1977 ; 1986 ; 1998) ont pu sortir de l’Enclos pour menacer ou endommager les zones habitées et les plantations agricoles sur le flanc est du volcan.

Le Piton des Neiges, le plus ancien édifice volcanique qui occupe la partie nord-ouest de l’île ne doit pas être exclu des réflexions sur le risque volcanique. Si l’âge du début d’édification du Piton des Neiges n’est pas connu, on sait qu’il est bien supérieur à 2,1Ma (âge le plus ancien obtenu sur la partie émergée). Le Piton des Neiges semble inactif depuis 22 000 ans (datation de la dernière éruption) mais ce qui n’implique nullement une extinction définitive de ce volcan. Les éruptions qui s’y sont succédées étaient essentiellement effusives, mais des phases explosives ont été identifiées dans l’enregistrement géologiques.

Le Piton de la Fournaise est sous la surveillance de L’Observatoire Volcanologique du Piton de La Fournaise (OVPF), station de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP).

Pour en savoir plus, consultez le site de l’OVPF : https://www.ipgp.fr/fr/ovpf/observatoire-volcanologique-piton-de-fournaise

 

Mayotte

Mayotte est une ile volcanique formé par des cônes volcaniques associées à plusieurs éruptions successives. La dernière éruption connue à terre date entre 4 000 à 7 000 ans. Depuis mai 2018, les manifestations à terre d’une éruption sous-marine se font sentir (sismicité, subsidence de l’ile). Un cône éruptif sous-marin et des coulées ont été observés à 50 km au large de petite terre. Cette éruption en cours et l’opportunité d’observer la formation d’un cône volcanique sont une occasion exceptionnelle pour la communauté scientifique de mieux comprendre le volcanisme de la région.

Ce nouveau volcan est surveillé par le réseau de surveillance volcanologique et sismologique de Mayotte (REVOSIMA) opéré par l’OPVF-IPGP et le BRGM en partenariat avec de nombreux organismes (Ifremer, CNRS, etc.) et qui publie des bulletins d’activité journaliers et mensuels.

Pour en savoir plus, consultez le site du REVOSIMA : https://www.ipgp.fr/fr/revosima/reseau-de-surveillance-volcanologique-sismologique-de-mayotte

 

La Polynésie française et les Terres Australes

La Polynésie française et les Terres Australes sont composée de 122 îles regroupées en cinq alignements résultant de l’activité d’autant de points chauds, qui sont du nord au sud : les Marquises, les Tuamotu, l’alignement Pitcairn-Gambier, la Société et les Terres Australes.

Le volcanisme semble être éteint sur ces archipels. Cependant, on note des signes d’activités sous-marines récentes au moins 2 volcans :  le volcan sous-marin Macdonald, actif en 1989 (émissions de cendres et de gaz) proche de l’émersion (sommet à – 20 m environ) dans le prolongement des Australes et au nouveau de l’îlot de Mehetia (point chaud de la Société) dont la probablement éruption sous-marine vers 1600 m de profondeur sur le flanc SE de l’îlot pourrait expliquer la crise sismo-volcanique de 1981 avec 3450 séismes en 9 mois.

On ne peut pas exclure l’hypothèse d’autres éruptions sous-marines au niveau des volcans sous-marins de l’alignement de la Société potentiellement actifs et/ou ayant connu des éruptions récentes :

• le Te ahi ti’a, le plus proche de Tahiti (40 km) dont le sommet se trouve à ~1750 m de profondeur ;
• le Rocard (~2000 m de profondeur) ;
• le Mou’a piha’a (~160 m de profondeur seulement).

De la même façon, au niveau des Terres Australes, un nombre assez important de reliefs volcaniques possèdent en outre des caractéristiques qui permettent de penser qu’ils ont été le siège d’une activité volcanique « récente », notamment :

• l’île de Saint Paul (dernière éruption probable en 1793) ;
• l’île d’Amsterdam ;
• l’île de l’Est dans l’archipel de Crozet ;
• l’île de la Possession, à l’ouest de l’île de l’Est dans l’archipel de Crozet;
• l’île aux Cochons.

Mais malgré cela le risque volcanique en Polynésie et dans les terres Australes est très faible mais la déstabilisation de certains reliefs volcaniques escarpés peut engendrer des tsunamis capables d’impacter les iles voisines.

 

La Métropole

La seule région de France métropolitaine concernée par le risque volcanique est le Massif Central (en considérant qu’il s’étend jusqu’au cap d’Agde). Plusieurs massifs volcaniques coexistent, différents en superficie, en âge et en dynamisme éruptif. Tous ont cependant été construits par un point chaud associé à un phéno­mène d’extension de la croûte continentale.

Le plus ancien est le Cantal qui est, avec l’Etna, le plus grand vol­can d’Europe. Son activité a débuté il y a treize millions d’années, et a duré une dizaine de millions d’années. Il est par conséquent considéré aujourd’hui comme éteint. Il a connu au cours de son histoire des successions de phases éruptives et effusives.

Plus au nord, on trouve trois alignements volcaniques : le Cézallier, dont l’activité a débuté il y a huit millions d’années et qui est aujourd’hui éteint, le mont Dore, actif entre 5,5 millions et 230 000 années, et la chaîne des Puys, composée d’une centaine de volcans (cônes, dômes et maars), dont l’activité a débuté il y a 95 000 ans et s’est terminée il y a 6 000 ans. Ce complexe volcanique de la Chaîne des Puys peut donc être considéré comme endormi (activité magmatique au cours de la période Holocène < 10 000 ans), ce qui justifie sa surveillance au moyen de stations sismiques.

Les deux autres branches sont d’importance plus modeste. Il s’agit, vers le sud, du volcanisme de l’Aubrac et des Causses qui se prolonge jusqu’au Cap d’Agde (daté de 800 000 ans) et vers le sud-est se succèdent les volcans du Devès, du Velay oriental, du Vivarais (dernière activité datée de 30 000 ans) et des Coirons.

Malgré le fait que les enjeux concernés par un réveil éventuel d’un de ces complexes sont im­portants, ces régions étant partiel­lement urbanisées, avec quelques grandes villes comme Clermont-Ferrand (250 000 habitants), le risque volcanique en métropole n’est pas considéré comme une menace directe et actuelle comme cela est le cas sur les territoires d’Outre-Mer de la Réunion, de la Martinique et de la Guadeloupe.

 

Les volcans étrangers

Certaines éruptions de volcans situés à l’étranger peuvent avoir des impacts sur le territoire national, qui est alors exposé aux aléas touchant des zones distantes (tels que les cendres et gaz émis dans l’atmosphère ou les tsunamis).

La métropole est située à une relative « proximité » (< 2 000 km) de volcans actifs, localisés notamment :

• en Italie (ex : Vésuve, Champs Phlégréens, Etna, îles Eoliennes) ;
• en Islande (ex : Hekla, Katla, Grimsvotn, Eyjafjallajökull) ;
• aux Açores, Portugal (ex : Pico, Fayal) ;
• aux Canaries, Espagne (ex : Teide) ;
• en Grèce (ex : Santorin).

Ces édifices sont pour certains capables de produire de fortes éruptions et/ou de grandes quantités de cendres, dont la trajectoire précise dépendra des vents dominants. Ce fut par exemple le cas en 2010 lors de l’éruption du volcan islandais Eyjafjallajökull : des cendres fines produites par une importante activité phréato-magmatique explosive ont été transportées par les vents sur une grande partie de l’Europe de l’Ouest. Le trafic aérien y a alors été fortement perturbé.

La Guadeloupe et la Martinique sont situées à proximité (< 500 km) des autres îles volcaniques des Petites Antilles et de leurs 21 volcans actifs. On recense 22 éruptions sur l’arc des Petites Antilles depuis le XX siècle. Nous pouvons penser que les impacts liés à l’éruption d’un des volcans de la Caraïbe se manifesteraient sur le territoire français par :

• des retombées de cendres en fonction de la magnitude de l’éruption et du régime des vents;
• et/ou par un tsunami d’origine volcanique en fonction de la quantité de matériel aérien qui rentre en mer ou de la quantité de matériel sous-marin qui est mobilisé.

L’exemple de Montserrat illustre parfaitement ces risques puisqu’entre 1995 et 2010, la Guadeloupe a été affectée à plusieurs reprises par des retombées de cendres et à deux reprises par des tsunamis de faible intensité associées à l’éruption de Soufrière Hills.

 

3.3 Actions de prévention et réduction du risque volcanique

Les éruptions sont généralement, mais pas toujours, précédées de précurseurs plus ou moins faciles à reconnaitre et interpréter, qui traduisent les modifications et réajustement de l’édifice au cours de la remontée du magma vers la surface. Ces modifications peuvent notamment produire des séismes, des déformations de l’édifice, une modification de la température et de la chimie des gaz, et/ou des sources hydrothermales, ainsi que d’autres signaux géophysiques (magnétiques, gravimétriques, électriques, etc.).

Le suivi scientifique et instrumental des volcans est la première étape de la prévention et de la réduction du risque volcanique. Ces réseaux de surveillance multi-paramètres sont généralement regroupés au sein d’observatoires, qui produisent des bulletins d’activités réguliers à destination des autorités publics et de la population.

Afin de déterminer à partir de quel niveau un changement dans plusieurs de ces paramètres est révélateur d’une remontée du magma vers la surface et donc de l’imminence d’une éruption, il convient de connaître aussi les variations indépendantes de toute activité volcanique, mais liées à des cycles naturels. Il est nécessaire de différencier les variations significatives associées à des manifestations volcaniques de « bruit de fond ».

En Outre-Mer, les Observatoires volcanologiques et sismologique dépendent de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP). Il s’agit respectivement :

• de l’Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF) : https://www.ipgp.fr/fr/ovpf/observatoire-volcanologique-piton-de-fournaise ;
• de l’Observatoire Volcanologique et Sismologique de la Martinique (OVSM) : https://www.ipgp.fr/fr/ovsm/observatoire-volcanologique-sismologique-de-martinique ;
• de l’Observatoire Volcanologique et Sismologique de la Guadeloupe (OVSG) : https://www.ipgp.fr/fr/ovsg/observatoire-volcanologique-sismologique-de-guadeloupe.

En Auvergne, l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand a en charge la surveillance permanente de l’activité sismique (sismotectonique et sismovolcanique) de la zone. http://www.opgc.univ-bpclermont.fr/SO/sismo/SismiciteInstrumentaleAuvergne.php

La très récente crise sismo-volcanique au large de Mayotte a, de plus, entrainé la mise en place d’un Réseau de surveillance Volcanologique et Sismologique de Mayotte : REVOSIMA opéré par différents organismes (IPGP-BRGM-IFREMER-CNRS). https://www.ipgp.fr/fr/revosima/reseau-de-surveillance-volcanologique-sismologique-de-mayotte

 

Schéma simplifié de quelques outils et méthodes utilisées dans des réseaux de surveillance mis en place pour anticiper les éruptions volcaniques. © BRGM – FP7 MED-SUV

 

Il n’existe pas ou peu d’actions de réduction des risques volcaniques, essentiellement par manque de connaissance des phénomènes, qui sont nombreux et qui peuvent parfois présenter des mesures de réduction de la vulnérabilité incompatibles. Par exemple, fortifier un toit réduira la vulnérabilité du bâtiment en cas de retombées de cendres, pourra potentiellement réduire sa vulnérabilité face à un risque cyclonique mais pourrait augmenter sa vulnérabilité vis-à-vis du risque sismique.

Des actions de recherche sont menées actuellement en ce sens et on peut noter par exemple l’existence d’un document collaboratif européen « Handbook for volcanic risk management – Prevention, Crisis Management, Resilience», élaboré dans le cadre du projet Miavita, qui décrit différentes mesures de mitigation pour le bâti et certain types d’infrastructure en précisant leurs limitations et leurs incompatibilités potentielles.

Une autre action majeure dans le cadre de la prévention face aux risques volcaniques est l’éducation et l’information préventive. Le champ d’application des mesures d’information préventive est fixé à l’article D. 563-9 du code de l’environnement. Il s’agit des communes de Guadeloupe, de Martinique et de la Réunion, qui sont particulièrement exposées à un risque d’éruption volcanique. Des actions de sensibilisation et de communication sont régulièrement menées entre les services de l’état, les collectivités et les acteurs scientifiques sur ces territoires ultramarins.

 

3.4 Dispositifs de protection et de préparation aux situations critiques

L’organisation des observatoires volcanologique et sismologique et de la sécurité civile a pour but d’anticiper la survenue d’une éruption volca­nique avec un délai qui est permet d’organiser l’évacuation des zones à risque et ainsi assurer la sécurité de la population.

Les politiques de réduction des risques reposent donc essentiellement sur la surveillance scientifique, l’évacuation et la résilience des systèmes et des organisations.

Des dispositions spécifiques opérationnelles ORSEC (Organisation de la SEcurité Civile) ont été mis en place par la loi n° 87-565 du 22 juillet 1987 et remplacée par la loi n° 2004-811 du 13 août 2004 relative à la modernisation de la sécurité civile.

Il s’agit de document établi par la préfecture (SIDPC – Service Interministériel de Défense et de Protection Civile). Il a pour objectif de prévoir les mesures de protection des populations à mettre en œuvre en cas d’activité volcanique dangereuse et les rôles de chacun des acteurs de la gestion de crise. Il prévoit une phase de vigilance, de pré-alerte et d’alerte.

Les phases d’alerte volcanique extrait des dispositions spécifiques ORSEC phénomènes volcaniques pour la Guadeloupe

 

La réunion et la Guadeloupe ont récemment élaborée leurs dispositions spécifiques opérationnelles ORSEC en lien avec l’activité volcanique sur le territoire sur la base des anciens Plans de Secours Spécialisé (P.S.S.). La prise en compte des risques volcaniques se fait donc, pour ces territoires, au niveau de la gestion de crise et de l’organisation des secours.

Pour la Martinique, la prise en compte de ces aléas volcaniques dans l’aménagement des territoires et la construction est directement inclus dans les plans de prévention multirisque. Les plans de prévention des risques naturels ont pour objet de règlementer la construction et l’aménagement en tenant compte des risques spécifiques à un phénomène. Des cartes d’aléa pour certains des principaux aléas volcaniques ont été élaborées et définissent des zones menacées, de manière à prendre les mesures d’aménagement adéquates.

 

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