Peu de spectacles naturels sont aussi hypnotiques qu’un volcan crachant du magma et accompagné d’une activité sismique continue. Et nous imaginons que peu de choses sont aussi dramatiques que de voir une coulée de lave balayer votre maison ou votre entreprise. Depuis plusieurs semaines, les deux camps convergent vers le volcan Cumbre Vieja, sur l’île de La Palma. D’un côté, les centaines de visiteurs attirés par l’activité volcanique. De l’autre, l’incertitude des habitants de la région et les millions de dollars de pertes causées par l’éruption.
Toutefois, il y a un aspect dont on peut se réjouir : l’absence de victimes enregistrée jusqu’à présent. Il ne fait aucun doute que la surveillance continue et l’utilisation intensive de la technologie y sont pour quelque chose. Et il y a aussi un peu d’Arantec dans ces tâches.
Comment Arantec a-t-il contribué à améliorer les systèmes d’alerte volcanique précoce dans les îles Canaries ?
Notre participation commence avec la publication d’un appel d’offres par l’Instituto Volcanológico de Canarias S.A. (INVOLCAN) en mai 2021. L’objectif est de renforcer le système d’alerte sismo-volcanique par la mise en place d’une instrumentation mobile et le développement et la mise en œuvre de méthodologies innovantes.
La Palma, comme d’autres zones d’activité sismique, dispose de stations fixes semblables à celle de l’image. Ces équipements enregistrent les séismes d’une magnitude supérieure à 1,5 sur l’échelle de Richter et des indicateurs tels que la profondeur et l’épicentre (si vous souhaitez connaître l’emplacement de ces instruments, vous pouvez consulter la carte des stations sismiques sur le site web de l’IGN). L’objectif principal de ce programme de surveillance est de détecter les changements dans la taille, la vitesse et la localisation des événements sismiques, qui peuvent annoncer une éruption imminente (1).
Quelle est donc l’utilité des stations mobiles ? Fondamentalement, leur rapidité de déploiement et leur capacité à compléter les relevés des stations de référence, qui permettent également d’améliorer la qualité des données :
- Prévenir rapidement en cas d’éruption possible.
- Continuer à fonctionner efficacement pendant une éruption.
- Surveiller l’impact sur les zones urbaines et les infrastructures en cas de crise.
Ainsi, par exemple, des stations mobiles équipées de capteurs sismiques rotatifs, objet du lot attribué à Arantec, permettent de quantifier l’énergie sismique libérée lors des phases pré-éruptives et éruptives et de caractériser les sources sismiques en temps réel.
Qu’est-ce qu’un capteur sismique rotatif ?
Un tremblement de terre se produit lorsque l’énergie provenant de processus tels que la friction entre les plaques tectoniques est libérée sous forme d’ondes sismiques. Bien qu’une grande partie de l’activité sismique soit d’origine tectonique, la terre peut également vibrer à cause de :
- l’impact d’une météorite ;
- l’affaissement des zones (effondrement) ;
- les activités anthropiques telles que la fracturation hydraulique, ou fracking, ou
- des éruptions volcaniques, comme dans le cas du volcan de La Palma. En effet, un tremblement de terre peut déclencher une éruption, et une éruption peut être accompagnée d’une activité sismique intense.
À partir du foyer ou de l’hypocentre, les ondes sismiques se déplacent dans différentes directions. L’un des instruments utilisés pour détecter ces ondes est le sismographe ou le sismomètre qui, par l’intermédiaire de géophones, enregistre les mouvements verticaux et horizontaux. Ces systèmes peuvent être complétés par des accélérographes ou des accéléromètres sismiques pour mesurer l’accélération des particules. Mais pour obtenir une image complète de l’activité sismique, il est également important de prendre en compte les mouvements de rotation le long de chaque axe.
La sismologie rotationnelle est un domaine d’étude relativement récent. Ainsi, l’une des premières expériences visant à mesurer cette magnitude remonte à 1994. Cependant, le développement de capteurs rotationnels tels que ceux qu’Arantec a envoyés à INVOLCAN rend possible une analyse complète des mouvements du sol en translation et en rotation.
Ce type de capteur permet :
- distinguer les différents types d’ondes (cisaillement, pression, etc.) ;
- mesurer la vitesse des vagues;
- augmenter l’efficacité de l’échantillonnage des réseaux de surveillance, et
- quantifier le risque de tremblement de terre dû au mouvement de rotation.
Pourquoi est-il nécessaire de surveiller l’activité sismique dans une zone volcanique ?
Comme le soulignent Saccorotti et Lokmer (1), presque toutes les éruptions volcaniques dans les zones surveillées par des réseaux sismiques ont été précédées d’anomalies sismiques.
C’est ce qui s’est passé sur le volcan de La Palma, où l’on a enregistré, dans les jours qui ont précédé l’éruption de lave, plus de 6 000 tremblements de terre qui, d’une profondeur de 20 km, sont progressivement remontés à la surface (voir ici la représentation en 3D). Et depuis quelques jours, par exemple, cela se produit également dans le Nevado del Ruiz, en Colombie, un volcan de triste mémoire.
L’objectif de la sismologie volcanique est de comprendre la dynamique d’un système volcanique. Cet aspect est particulièrement important si l’on tient compte du fait que les processus magmatiques et hydrothermaux génèrent une activité sismique particulière qui nécessite des considérations et des procédures spécifiques (1).
Conclusion
Peu de volcans font l’objet d’un examen aussi minutieux que le volcan Cumbre Vieja. Il ne fait aucun doute que les informations que cette surveillance intensive fournit à la communauté scientifique seront fondamentales pour améliorer la connaissance de ces géants de feu qui parsèment la planète.
Mais chez Arantec, nous sommes convaincus que toutes les données collectées seront également utilisées pour concevoir des mécanismes d’alerte plus efficaces afin d’assurer la sécurité des personnes. Car c’est bien là l’objectif des systèmes d’alerte précoce : sauver des vies.
Sources consultées
(1) Saccorotti, G., & Lokmer, I. (2021). A review of seismic methods for monitoring and understanding active volcanoes. Forecasting And Planning For Volcanic Hazards, Risks, And Disasters, 25-73. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818082-2.00002-0
