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RN 7 – Eruptions volcaniques 

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Dernière mise à jour : février 2014

Sommaire :

 

1  Définitions

Un volcan est un relief terrestre ou sous-marin formé par l’éjection et l’empilement de matériaux issus de la montée d’un magma sous forme de lave et de téphras tels que les cendres. On compte environ 1 500 volcans terrestres actifs, dont une soixantaine en éruption par an. Les volcans sous-marins sont les plus nombreux.

On distingue deux grands types d’éruption magmatique en fonc­tion de la composition chimique du magma et de sa teneur en gaz dissous : les éruptions effusives caractérisées par des épanchements de laves et les éruptions explosives caractérisées par la projection de bombes et de cendres (tephra).

 

2  Nature, causes et effets

Lorsque le magma arrive à proximité de la surface terrestre, il dégaze et se transforme en plusieurs produits Les produits d’une éruption  sont des gaz, des liquides et des solides:

Les gaz : les trois principaux gaz émis par les édifices volcaniques sont, par ordre d’importance, la vapeur d’eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2) et l’anhydride sulfureux (SO2). En quantité bien moindre, mais avec des conséquences loin d’être négligeables, on retrouve également le monoxyde de carbone (CO), l’acide chlorhydrique (HCl), l’hydro­gène (H2), l’hydrogène sulfuré (H2S) et le soufre (S2). Exceptée la vapeur d ‘eau, tous les autres gaz sont toxiques ;

Les liquides : le magma, une fois dégazé, peut être émis sous forme de lave et s’épandre en coulées. Les coulées de lave, dont la température moyenne est de 1 000 °C, s’écoulent à des vitesses relativement faibles (de l’ordre de quelques centaines de mètres par heure). Cette vitesse diminue au fur et à mesure que la lave s’éloigne du lieu d’émission du fait de la chute de  sa température ;

Les solides : on distingue trois familles en fonction de la taille de l’élément : les bombes (plus de 64 mm), les lapillis (de 2 à 64 mm) et les cendres (moins de 2 mm). Ils sont projetés dans l’atmosphère, d’autant plus loin qu’ils sont légers. Les cendres peuvent être projetées parfois jusqu’à 30 km d’altitude (stratos­phère), et ainsi être dispersées très loin du point d’émission. Aux abords des volcans les couches de cendres peuvent atteindre plusieurs mètres d’épaisseur.

2.1  Les différents types de volcanisme

L’activité volcanique est liée à la tectonique des plaques (voir fiche RN6, Séismes et tsunami  §2-1), la plupart des volcans sont donc situés dans les zones de contact (convergence ou divergence) entre plaques.

On note différents types de volcanisme :

  • le volcanisme des dorsales océaniques qui se situe dans les zones de divergence de plaques et conduit à la formation de nouvelle  croûte océanique à chaque épanchement de magma le long des failles (rift). Ce type de volcanisme ne concerne pas le territoire français ;
  • le volcanisme des zones de subduction (convergence des plaques) : le volume de la Terre reste constant, les zones de subduction permettent de compenser l’apport de matière crustale des zones de dorsales. La subduction s’accompagne généralement d’une fusion partielle de la croûte plongeante ou du manteau alentour, ce qui peut donner lieu à un volcanisme en arrière de la zone de subduction. Lorsque ce sont deux plaques océaniques qui convergent, un arc insulaire volcanique se forme. Les îles de la Martinique et de la Guadeloupe appartiennent à l’arc insulaire des Petites Antilles ;
  • le volcanisme intra-plaque : il existe cependant un troisième type de volcanisme, différent du volcanisme de convergence ou divergence des plaques, appelé volcanisme de point chaud. Il se caractérise par une remontée de magma depuis des zones beaucoup plus profondes, vraisemblablement depuis l’interface noyau-manteau, à près de trois mille kilomètres de profondeur. Ces zones de remontées sont fixes par rapport aux plaques lithosphériques en mouvement. En surface, un alignement de volcans se forme alors au fur et à mesure du déplacement relatif de la plaque par rapport à la source de magma. Cette succession de volcans (le plus ancien étant le plus éloigné du point chaud) permet de déterminer la vitesse et la direction de déplacement de la plaque. En France, l’île de la Réunion, la Polynésie française et l’Auvergne appartiennent à ce type de volcanisme.

2.2  L’activité volcanique

Un volcan actif peut être en activité ou en sommeil ; une période de sommeil prolongée peut laisser à penser que le volcan est éteint, alors qu’une nouvelle éruption est possible à tout moment. On considère qu’un volcan est éteint si le temps écoulé depuis sa dernière éruption est largement supérieur à la moyenne des périodes de sommeil passées.

L’énergie dégagée lors d’une éruption, peut atteindre voire dépasser, pour des événements cataclysmaux, 1020 joules, soit 10 millions de fois la puissance de la bombe lâchée sur Hiroshima en 1945.

2.3  Les manifestations du volcanisme

  • Les nuées ardentes : Une nuée ardente est une émission brutale et dirigée d’un mélange constitué de gaz brûlants et de tephra. La nuée, dont la température atteint 500 °C, dévale les flancs du volcan à des vitesses de 200 à 500 km/h. Comme une avalanche de neige poudreuse, une nuée ardente peut se propager à contre-pente. Ce phénomène est souvent associé à l’édification d’un dôme ou d’une aiguille au sommet du volcan.
  • Les éruptions phréatomagnatiques : Au cours de sa remontée vers la surface, le magma peut entrer en contact avec une nappe souterraine ou une eau superficielle (lac, cours d’eau, etc.). La vaporisation brutale de cette eau produit de fortes explosions, qui peuvent provoquer l’éjection de matériaux de toute taille. On parle alors d’éruption phréatomagmatique quand le magma sort en même temps que l’eau, et d’éruption phréatique lorsque ces explosions sont isolées ou suivies d’éruptions magma­tiques. Ce type de phénomène est particulièrement destructeur et dangereux.

2.4  Les phénomènes induits

Les coulées de boue, également appelées lahars, résultent du mé­lange de deux composants, les cendres et l’eau. Un lahar progresse à une vitesse de plusieurs dizaines de kilomètres par heure, et ne laisse, en général, pas le temps aux populations menacées d’évacuer les lieux à temps. Les départs de lahars peuvent se produire plusieurs années après l’éruption qui a engendré le dépôt de cendres.

Sur les flancs des volcans, au sein des dépôts non stabilisés, des glissements de terrain peuvent se produire soit en raison de l’activité sismique inhérente au volcanisme soit suite à de fortes précipitations. 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)

Des tsunamis  peuvent résulter d’éruptions volcaniques (terrestres en bordure de côtes ou sous-marines)

Les remontées de gaz à la surface d’un lac: Il peut arriver que le gaz carbonique émis par le volcanisme soit stocké au fond des lacs de cratères (maars). Ces eaux profondes peuvent remonter à la surface et dégager brutalement une grande quantité de gaz. L’arrivée massive de gaz peut alors entraîner l’as­phyxie des hommes et des animaux. C’est ce qui s’est probable­ment passé au lac Nyos (Cameroun) en 1986.

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3  Mesures de prévention des phénomènes

3.1 Connaissance des phénomènes, des aléas et des enjeux

En raison de la diversité des phénomènes liés au volcanisme, les conséquences d’une activité volcanique peuvent être nombreuses, aussi bien pour la vie humaine que pour les biens ou l’environnement.

Les préjudices humains

Les coulées sont généralement peu meurtrières, puisque les populations ont le temps de fuir les zones menacées. Elles sont par contre très difficiles à arrêter ou même à dévier. Elles peuvent donc causer d’importants dégâts matériels. Cependant, les cendres les plus fines peuvent être inhalées par les hommes et les animaux et mettre leur vie en danger.

Les principales menaces liées au volcanisme sont les nuées ardentes, appelées lahars, particulièrement meurtrières, et qui peuvent recouvrir rapidement les terrains sous un mètre de boue et les tsunamis, notamment parce qu’ils peuvent surprendre des populations situées sur un littoral, loin des zones volcaniques, donc non préparées à ce risque.

Dans une moindre mesure, les autres manifestations du volcanisme sont également dangereuses pour l’homme : chutes de tephra, glissements de terrains, émanations de gaz toxiques et coulées de laves.

Autrefois, les éruptions volcaniques pouvaient être la cause de grandes famines. En effet, lorsque les cultures étaient détruites par les coulées ou les cendres, et que le bétail était décimé par les gaz et autres éléments mortels produits par le volcan, l’absence de secours condamnaient les populations concernées à une mort certaine. Aujourd’hui, les aides extérieures, nationales ou internationales, permettent de limiter ces effets secondaires.

Les volcans ont également des aspects positifs, puisqu’ils sont une formidable source de minéraux divers (soufre, cuivre, or, argent), d’énergie (géothermie) et de terrains agricoles fertilisés par les cendres.

Les préjudices matériels

Les coulées de laves et de boue peuvent recouvrir, lentement pour la première, plus rapidement pour la seconde, des villes entières. Les nuées ardentes détruisent tout sur leur passage en raison de leur température et de leur vitesse. Les chutes de cendres peuvent se déposer sur plusieurs mètres d’épaisseur et ainsi causer l’effondrement des bâtiments. Les glissements de terrain, selon leur ampleur, peuvent frapper un village, un quartier ou une toute une ville ; sans compter les dégâts causés par les tsunamis. De plus, l’évacuation des populations peut engendrer des pertes de production et ainsi affecter l’économie locale.

Le volcanisme en France

La Guadeloupe

La Guadeloupe fait partie de l’arc insu­laire des Petites Antilles. Son volcan, la Soufrière,  est en activité depuis 200 000 ans environ. Bien que de type explosif, la Soufrière a déjà connu des éruptions phréatomagmatiques. Celle survenue il y a environ 3 100 ans a provoqué l’effondrement du flanc sud et des dépôts sur plus de 28 km2 dans la région de Saint-Claude, avec localement une épaisseur de cent mètres.

Quatre ou cinq événements de ce type sont recensés dans l’histoire de ce volcan. En effet, la fracturation et l’altération hydrothermale dans la partie sommitale favorisent des écroulements en cas d’éruption, même sans apport en surface de magma juvénile. Les dernières éruptions, de type phréatique, datent de 1956 et 1976.

De 50 000 à 70 000 personnes sont menacées par la Soufrière de Guadeloupe.

 

La Martinique

La Martinique, comme la Guadeloupe fait partie de l’arc insulaire des Petites Antilles. Le volcan actif de la Martinique est la montagne Pelée, située dans la partie nord de l’île. Ce volcan s’est édifié progressivement il y a 300 000 ans environ. Depuis 13 500 ans, les éruptions sont de type explosif, accompagnées notamment de nuées ardentes.

Depuis 6 000 ans, vingt-cinq éruptions ont été recensées. La plus dramatique est celle de 1902. Deux nuées ardentes ont détrui­t complètement les villes de Saint-Pierre et de Morne-Rouge, faisant 29 000 victimes. L’éruption s’est prolongée jusqu’en 1905.

 

La Réunion

L’île de la Réunion est formée de deux cônes issus d’un volcanisme de type point chaud.

Le plus ancien édifice, le piton des Neiges, occupe la partie nord-ouest de l’île. Son activité a débuté il y a plus de deux millions d’années, et la dernière éruption date de 22 000 ans. Les experts pensent que ce volcan est aujourd’hui éteint. Les éruptions qui s’y sont succédées étaient essentiellement effusives, mais parfois aussi explosives.

Le second cône volcanique est le fameux piton de la Fournaise, qui est situé dans la partie sud-est de l’île. Son activité est plus récente puisqu’elle a débuté il y a environ 500 000 ans. Elle est de type effusif. L’activité récente se concentre au sommet dans une grand dépression de 9 km de diamètre, ouverte en « fer à cheval » vers le sud- ouest, appelée l’enclos Fouqué. Certaines éruptions peuvent cependant avoir lieu le long de grandes failles en dehors de cet enclos et provoquer des dégâts matériels. L’enclos Fouqué s’est formé il y a 3 000 ans lors d’un grand glissement  de 20 à 30 km3. Ce type de phénomène peut se reproduire aujourd’hui. Depuis plus de soixante-dix ans, l’activité du piton de la Fournaise est continue, avec en moyenne une éruption par an. C’est l’un des volcans les plus actifs au monde.

Décret du 30 juillet 1992 fixant la liste des communes particulièrement exposées à un risque d’éruption volcanique consultable sur le site legifrance.gouv.fr

 

La Polynésie Française

Les nombreuses îles qui for­ment les archipels de la Poly­nésie française sont réparties selon quatre alignements résultant de l’activité d’autant de points chauds : les Marqui­ses, les Tuamotu-Gambier, la Société et les Australes. On dénombre également un grand nombre de volcans sous-ma­rins, dont le Macdonald, qui n’est plus qu’à quelques dizai­nes de mètres de profondeur et qui formera une nouvelle île dans un futur proche.

Le volcanisme semble être éteint sur ces quatre archipels. Cependant, la réactivation d’une ancienne chambre mag­matique liée à un point chaud a été observée après une période d’inactivité de plus d’un mil­lion d’années. Ces îles ne sont donc pas à l’abri de nouveaux épisodes volcaniques.

 

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 n’est donc probablement qu’en sommeil, ce qui justifie sa surveillance au moyen de stations sismiques. Le réveil de la chaîne des Puys, s’il a lieu, donnera vrai­semblablement naissance à un nouveau volcan, et ne se produira donc à priori pas dans un volcan préexistant. Au sud se succèdent l’Aubrac, le volcanisme dispersé des Causses, l’Escandorgue et le cap d’Agde (daté de 800 000 ans).

Enfin, au sud-est s’étendent le De­vès, le Velay, le Vivarais (dernière activité datée de 30 000 ans) et les Coirons.

Les enjeux concernés par un réveil d’un de ces complexes sont im­portants, ces régions étant partiel­lement urbanisées, avec quelques grandes villes comme Clermont-Ferrand (250 000 habitants).

3.2 Surveillance, prévision, vigilance et alerte

La prévision des éruptions est la première étape de la prévention. Comme pour tout phénomène naturel, l’étude des événements antérieurs permet de comprendre le fonc­tionnement du volcan et de tenter de prévoir les éruptions futures. En d’autres termes, le passé est la clé du futur.

Cette étude des anciennes éruptions a un double but : déterminer le type d’éruption prévisible et délimiter les zones atteintes par le passé. Ce travail doit aboutir à la réalisation de cartes des zones menacées, et ainsi préparer l’évacuation des populations.

L’étude de l’activité actuelle du volcan est également primordiale, puisqu’elle doit permettre de prévenir l’imminence d’une éruption. La surveillance volcanique se fait à partir d’observatoires ou de stations d’alerte qui préviennent de l’évolution d’un volcan en étudiant les variations de différents paramètres liés à l’activité volcanique.

On distingue quatre familles de paramètres : l’activité sismique, les paramètres géophysiques, la déformation du volcan et les changements dans la composition des gaz volcaniques.

Une éruption volcanique est toujours précédée d’une activité sismi­que qui traduit la montée d’un magma juvénile. La mise en place autour d’un volcan d’un réseau de stations sismiques est le moyen de détection des éruptions le plus efficace. La modification d’autres paramètres géophysiques (magnétique, gravimétrique, électrique, etc.) permet également de caractériser une évolution dans l’activité volcanique.

Lorsqu’un magma arrive sous un volcan, il doit se faire de la place, ce qui se traduit par une déformation en surface, généralement un gonflement. Cette déformation peut être mesurée par des appareils installés sur place (extensomètre par exemple) ou par des images satellitaires.

Enfin, l’arrivée d’un magma juvénile peut être mise en évidence par des changements dans la température et la composition géochi­mique des gaz qui accompagnent le volcanisme.

Afin de déterminer à partir de quel niveau un changement dans l’un de ces paramètres est révélateur de l’imminence d’une éruption, il convient de connaître les variations indépendantes de toute activité volcanique, mais liées à des cycles naturels tels que la température ou les précipitations. Il est nécessaire de différencier la variation significative du « bruit de fond ».

Ces observations et mesures doivent également être faites au cours d’une éruption afin d’en prévenir l’évolution à court terme.

En France, ce travail est confié à l’Institut de physique du globe de Paris, qui surveille ainsi les trois volcans actifs de notre territoire. Les moyens humains et financiers étant suffisants dans notre pays par rapport au nombre de volcans à surveiller, trois observatoires perma­nents ont été installés à proximité de la montagne Pelée en 1903, de la Soufrière de Guadeloupe en 1950 et du piton de la Fournaise en 1979. Une soixantaine de personnes sont impliquées, à temps plein ou partiel, dans le fonctionnement de ces observatoires. Les observatoires volcanologiques et sismologiques des Antilles et de la Réunion travaillent en association avec les universités locales et les autorités régionales et départementales.

L’activité sismo-volcanique de l’Auvergne fait l’objet d’une surveillance permanente. Ce dis­positif est en mesure d’annoncer l’éminence d’une éruption volca­nique avec un préavis de plusieurs mois. Ce délai est suffisant pour organiser l’évacuation des zones à risque et ainsi assurer la sécurité de la population.

3.3 Éducation et information préventive


Fiche DGi1: Information préventive des populations

 

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.

La gestion du risque repose en grande partie sur la détection  de l’imminence d’une activité volcanique pour organiser, à temps, l’évacuation des populations menacées.

3.4 Prise en compte des risques dans l’aménagement et l’urbanisme

Il existe des PPR en Guadeloupe et en Martinique.

3.5 La réduction de la vulnérabilité

Quelle que soit la nature des émissions volcaniques (laves, nuées ardentes, projections de cendres, etc.), il n’existe peu de méthodes de réduction de la vulnérabilité. Au plus peut-on  réaliser des travaux de génie civil pour dévier des coulées de lave.

La vulnérabilité de l’infrastructure est le bâti est liée au mécanisme destructeur du phénomène volcanique (tephra , nuées ardentes, lahars). Les mesures de mitigation ou de réduction de la vulnérabilité dépendent donc du type d’aléa et dans certains cas, ceux-ci peuvent être incompatibles. Par exemple, fortifier un toit réduira la vulnérabilité du bâtiment en cas de « Tephra fall » mais pourrait augmenter sa vulnérabilité vis-à-vis du risque sismique. Le document « Handbook for volcanic risque management », (en anglais) élaboré dans le cadre d’un projet européen Miavita, décrit en détail les diffèrent mesures de mitigation pour le bâti et certain types d’infrastructure en précisant leur limitations et incompatibilités potentiels.

MIAVITA (2012) Handbook for volcanic risk management: prevention, crisis management resilience. MIAVITA, projet financé par le Commission Europeen, dans le cadre du « 7th Framework Programme for Research and Technological Development, Area “Environment”, Activity 6.1 “Climate Change, Pollution and Risks” Téléchargeable ici.

3.6 Dispositifs de protection préparation aux situations critiques


Fiche DGi2 : Consignes de sécurité

 

Les Plans de Secours Spécialisé (P.S.S.) ont été mis en place par la loi n° 87-565 du 22 juillet 1987 abrogée et remplacée par la loi n° 2004-811 du 13 août 2004 relative à la modernisation de la sécurité civile

l s’agit d’un document établi par préfet (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. Il prévoit une phase de vigilance, de pré-alerte, d’alerte et d’évacuation. A titre exemple, il existe actuellement un P.S.S. pour la Soufrière en Guadeloupe, qui a remplacé en 1999 le plan O.R.S.E.C. Éruption datant de mars 1976, ainsi qu’un P.S.S. pour le Piton de la Fournaise à la Réunion. Ces plans complètent les dispositions générales figurant dans les plans O.R.S.E.C.

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Pour en savoir plus :


Page sur le risques volcanique sur le site Risques majeurs de prim.net

 


Page sur l’éruption volcanique sur les site Prévention des risques de risques.gouv.fr

 

MEDD, Le volcanisme – Dossier d’information, sept 2012, 28 p. Téléchargeable ici en pdf et sur le site prim.net

 

 

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