Quinze jours après la colossale éruption aux Tonga et le tsunami associé, quel bilan ? C’est une éruption de grande ampleur qui s’est produite le 15 janvier sur le volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’Apai, du genre qui arrive plutôt tous les dix ans… L’activité éruptive en surface s’est calmée, les communications ont été partiellement rétablies : c’est maintenant l’heure du bilan de cette catastrophe qui a eu des répercussions dans tout l’océan Pacifique ! Quelques chiffres et éléments pour l’illustrer : 80 % de la population touchée par la catastrophe 5 victimes, dont deux au Pérou Nombreuses destructions, comme sur Tongatapu (l’île principale, qui compte deux tiers de la population) où 150 bâtiments sont touchés, dont 31 complètement détruits Ressources de première nécessité sévèrement impactées (cultures et pâturages endommagés, poisson potentiellement contaminés, problèmes d’eau potable…) Dégâts sur des bateaux en Nouvelle-Zélande, au Japon, en Californie notamment Marée noire au Pérou… Pour savoir plus, voici mon article Futura. Sources : Nations Unies, New York Times, Tonga Geological Services - Government of Tonga Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans Retrouvez toutes les actualités volcaniques sur la page Facebook d'Objectif Volcans Mieux connaître Objectif Volcans et le volcanologue Ludovic LEDUC ici
Quinze jours après la colossale éruption aux Tonga et le tsunami associé, quel bilan ?
C’est une éruption de grande ampleur qui s’est produite le 15 janvier sur le volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’Apai, du genre qui arrive plutôt tous les dix ans…
L’activité éruptive en surface s’est calmée, les communications ont été partiellement rétablies : c’est maintenant l’heure du bilan de cette catastrophe qui a eu des répercussions dans tout l’océan Pacifique ! Quelques chiffres et éléments pour l’illustrer :
80 % de la population touchée par la catastrophe
5 victimes, dont deux au Pérou
Nombreuses destructions, comme sur Tongatapu (l’île principale, qui compte deux tiers de la population) où 150 bâtiments sont touchés, dont 31 complètement détruits
Ressources de première nécessité sévèrement impactées (cultures et pâturages endommagés, poisson potentiellement contaminés, problèmes d’eau potable…)
Dégâts sur des bateaux en Nouvelle-Zélande, au Japon, en Californie notamment
L’éruption du 15 janvier au Tonga fut assurément très violente ! Quelques chiffres pour l’illustrer : Panache éruptif de 35 kilomètres d’altitude : c’est énorme Quelques centimètres de cendres « seulement » retombées sur les Tonga… Indice d’Explosivité Volcanique (VEI) estimé entre 4 et 5 Dernière éruption d’une telle ampleur : Chaitén (Chili) en 2008 Bruit de l’éruption entendue jusqu’en Alaska, à 8 500 kilomètres du volcan Deux victimes du tsunami au Chili, à 10 000 kilomètres des Tonga ! Très violente donc, mais peut-on parler d’une éruption majeure ? Vous le saurez en lisant mon article Futura Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans Retrouvez toutes les actualités volcaniques sur la page Facebook d'Objectif Volcans Mieux connaître Objectif Volcans et le volcanologue Ludovic LEDUC ici
L’éruption du 15 janvier au Tonga fut assurément très violente ! Quelques chiffres pour l’illustrer :
Panache éruptif de 35 kilomètres d’altitude : c’est énorme
Quelques centimètres de cendres « seulement » retombées sur les Tonga…
Indice d’Explosivité Volcanique (VEI) estimé entre 4 et 5
Dernière éruption d’une telle ampleur : Chaitén (Chili) en 2008
Bruit de l’éruption entendue jusqu’en Alaska, à 8 500 kilomètres du volcan
Deux victimes du tsunami au Chili, à 10 000 kilomètres des Tonga !
Très violente donc, mais peut-on parler d’une éruption majeure ?
Des flammes bleues à la fin de l’éruption du PITON DE LA FOURNAISE (Île de la Réunion) : un phénomène jamais observé auparavant sur ce volcan ! C’est à la fin de l’éruption que des observateurs (Lé bon La Réunion) ont pu remarquer ce phénomène aussi rare que fascinant… Engendré par la combustion du soufre à très haute température, il est apparu sur le cône éruptif, précisément au niveau d’un orifice formé en fin d’éruption sur la partie amont de celui-ci ! L’observatoire volcanologique y a d’ailleurs observé des dépôts soufrés aujourd’hui… Pour en savoir plus, voici l’article que j’ai écrit pour Futura. Une vidéo du phénomène : ici Sources : Lé bon la Réunion, Laurent Perrier, OVPF Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans Retrouvez toutes les actualités volcaniques sur la page Facebook d'Objectif Volcans Mieux connaître Objectif Volcans et le volcanologue Ludovic LEDUC ici
Des flammes bleues à la fin de l’éruption du PITON DE LA FOURNAISE (Île de la Réunion) : un phénomène jamais observé auparavant sur ce volcan !
C’est à la fin de l’éruption que des observateurs (Lé bon La Réunion) ont pu remarquer ce phénomène aussi rare que fascinant… Engendré par la combustion du soufre à très haute température, il est apparu sur le cône éruptif, précisément au niveau d’un orifice formé en fin d’éruption sur la partie amont de celui-ci ! L’observatoire volcanologique y a d’ailleurs observé des dépôts soufrés aujourd’hui…
Pour en savoir plus, voici l’article que j’ai écrit pour Futura.
C’est à 2h10 précise que le trémor volcanique, une vibration continue que l’on peut relier à l’intensité éruptive, s’est brutalement arrêté au PITON DE LA FOURNAISE. Et si parfois l’arrêt de l’éruption fait suite à une diminution de l’activité, les derniers jours furent assez intenses, avec de nombreuses coulées au pied du Piton de Bert… Cela met un terme à une éruption qui aura duré 26 jours. Elle aura construit un joli cône d’environ 30 mètres de haut et un champ de lave conséquent dans la partie sud de l’Enclos Fouqué. Si le dynamisme et l’évolution de l’éruption furent tout à fait classiques, il apparait que le débit éruptif fut parfois très important, bien supérieur à ce que l’on voit classiquement sur la Fournaise. Bref, ce fut une belle éruption ! Une forte sismicité est remarquée depuis quelques jours sous le sommet du volcan. 100 séismes ont par exemple été enregistrés hier ! En parallèle du dégonflement de la zone sommitale, ils traduisent des réajustements en profondeur après le volume émis. Pour ceux qui veulent en savoir plus sur le déroulement classique d’une éruption de ce volcan, je vous propose un film pédagogique que j’ai réalisé (contact : objectif.volcans@gmail.com). Sources : OVPF, Laurent Perrier Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans Retrouvez toutes les actualités volcaniques sur la page Facebook d'Objectif Volcans Mieux connaître Objectif Volcans et le volcanologue Ludovic LEDUC ici
C’est à 2h10 précise que le trémor volcanique, une vibration continue que l’on peut relier à l’intensité éruptive, s’est brutalement arrêté au PITON DE LA FOURNAISE. Et si parfois l’arrêt de l’éruption fait suite à une diminution de l’activité, les derniers jours furent assez intenses, avec de nombreuses coulées au pied du Piton de Bert…
Cela met un terme à une éruption qui aura duré 26 jours. Elle aura construit un joli cône d’environ 30 mètres de haut et un champ de lave conséquent dans la partie sud de l’Enclos Fouqué. Si le dynamisme et l’évolution de l’éruption furent tout à fait classiques, il apparait que le débit éruptif fut parfois très important, bien supérieur à ce que l’on voit classiquement sur la Fournaise. Bref, ce fut une belle éruption !
Une forte sismicité est remarquée depuis quelques jours sous le sommet du volcan. 100 séismes ont par exemple été enregistrés hier ! En parallèle du dégonflement de la zone sommitale, ils traduisent des réajustements en profondeur après le volume émis.
L’éruption dans les îles Tonga a commencé le 20 décembre dernier. Du fait que la bouche éruptive soit sous l’eau, à faible profondeur, l’activité est surtseyenne : une activité très spectaculaire qui avait commencé à agrandir l’île-volcan jusqu’à la fin de l’année, sans engendrer de risque particulier du fait que les habitants les plus proches se trouvent à 65 km ! Le calme était ensuite revenu, jusqu’à ce qu’une activité très violente reprenne en fin de semaine dernière ! Quelques points : Une activité explosive très intense a engendré des panaches de cendres de 20 à 30 km de haut vendredi et samedi dernier ! L’onde de choc générée par l’éruption samedi a fait le tour de la Terre et fut notamment remarquée par les baromètres en France ! L’éruption a généré un tsunami qui s’est propagé dans tout l’océan Pacifique, à l’origine de dégâts assez importants aux Tonga. Deux victimes sont pour l’instant recensées au Pérou. Il ne reste presque plus rien de l’île-volcan, peut-être à cause d’un effondrement au niveau du sommet du volcan… Pour en savoir, voici un lien vers un article que j’ai écrit pour Futura. Sources : Tonga Geological Services, Government of Tongan, Culture Volcan, Dr Janine Krippner, Andreas Schäfer Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans Retrouvez toutes les actualités volcaniques sur la page Facebook d'Objectif Volcans Mieux connaître Objectif Volcans et le volcanologue Ludovic LEDUC ici
L’éruption dans les îles Tonga a commencé le 20 décembre dernier. Du fait que la bouche éruptive soit sous l’eau, à faible profondeur, l’activité est surtseyenne : une activité très spectaculaire qui avait commencé à agrandir l’île-volcan jusqu’à la fin de l’année, sans engendrer de risque particulier du fait que les habitants les plus proches se trouvent à 65 km ! Le calme était ensuite revenu, jusqu’à ce qu’une activité très violente reprenne en fin de semaine dernière ! Quelques points :
Une activité explosive très intense a engendré des panaches de cendres de 20 à 30 km de haut vendredi et samedi dernier !
L’onde de choc générée par l’éruption samedi a fait le tour de la Terre et fut notamment remarquée par les baromètres en France !
L’éruption a généré un tsunami qui s’est propagé dans tout l’océan Pacifique, à l’origine de dégâts assez importants aux Tonga. Deux victimes sont pour l’instant recensées au Pérou.
Il ne reste presque plus rien de l’île-volcan, peut-être à cause d’un effondrement au niveau du sommet du volcan…
Pour en savoir, voici un lien vers un article que j’ai écrit pour Futura.
Sources : Tonga Geological Services, Government of Tongan, Culture Volcan, Dr Janine Krippner, Andreas Schäfer
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L’éruption du Piton de la Fournaise débutée le 22 décembre continue, au même endroit. Le cône a commencé à déborder il y a un peu plus d’une semaine, traduisant un niveau de lave élevé à l’intérieur du cône éruptif qui jusqu’à aujourd’hui, est resté haut. L’activité explosive continue dans le cône, mais d’intensité très modeste. Ce sont de gros paquets de lave qui s’écrasent sur le cône et qui se soudent sur ses flancs. La majorité de ces projections retombent à proximité du bord du cratère, ce qui construit des flancs supérieurs assez abruptes… Aujourd’hui, le niveau de lave était un peu plus bas, ce pourquoi beaucoup moins de projections retombent sur le cône ! Comme pour toutes les éruptions de ce volcan, l’activité effusive prédomine largement. Suite au début de l’éruption, une première coulée de lave s’épancha vers le sud-est. Elle s’immobilisa non loin du Cratère de Villèle après un peu plus de 2 km de parcours (en jaune sur la carte) le 26/12. Ensuite, l’activité a formé un réseau de tunnels de lave qui favorisa l’épaississement et l’étalement du champ de lave, (en vert sur la carte). Puis, le débordement par-dessus le cône débuté le 6/01 alimenta une coulée qui progressa assez rapidement vers le sud, longeant le champ de lave actif par l’ouest. Un tunnel se forma rapidement au-dessus de cette coulée et l’alimentation perdura, ce qui lui permit d’atteindre le rempart de l’Enclos Fouqué pour le longer vers l’est, à l’origine de quelques incendies à partir de lundi matin (en violet sur la carte). Le front de cette coulée s’est arrêté après 3,5 km du cône éruptif. Mercredi, ce tunnel a percé dès la sortie du cône éruptif, avec un débit et une fluidité particulièrement importante ! Pourquoi ? La franche hausse du trémor ces derniers jours peut indiquer
L’éruption du Piton de la Fournaise débutée le 22 décembre continue, au même endroit. Le cône a commencé à déborder il y a un peu plus d’une semaine, traduisant un niveau de lave élevé à l’intérieur du cône éruptif qui jusqu’à aujourd’hui, est resté haut.
L’activité explosive continue dans le cône, mais d’intensité très modeste. Ce sont de gros paquets de lave qui s’écrasent sur le cône et qui se soudent sur ses flancs. La majorité de ces projections retombent à proximité du bord du cratère, ce qui construit des flancs supérieurs assez abruptes…
Aujourd’hui, le niveau de lave était un peu plus bas, ce pourquoi beaucoup moins de projections retombent sur le cône !
Comme pour toutes les éruptions de ce volcan, l’activité effusive prédomine largement. Suite au début de l’éruption, une première coulée de lave s’épancha vers le sud-est. Elle s’immobilisa non loin du Cratère de Villèle après un peu plus de 2 km de parcours (en jaune sur la carte) le 26/12.
Ensuite, l’activité a formé un réseau de tunnels de lave qui favorisa l’épaississement et l’étalement du champ de lave, (en vert sur la carte).
Puis, le débordement par-dessus le cône débuté le 6/01 alimenta une coulée qui progressa assez rapidement vers le sud, longeant le champ de lave actif par l’ouest. Un tunnel se forma rapidement au-dessus de cette coulée et l’alimentation perdura, ce qui lui permit d’atteindre le rempart de l’Enclos Fouqué pour le longer vers l’est, à l’origine de quelques incendies à partir de lundi matin (en violet sur la carte). Le front de cette coulée s’est arrêté après 3,5 km du cône éruptif.
Mercredi, ce tunnel a percé dès la sortie du cône éruptif, avec un débit et une fluidité particulièrement importante ! Pourquoi ? La franche hausse du trémor ces derniers jours peut indiquer une hausse du débit éruptif, ce qui expliquerait que le tunnel, trop petit, n’a pu supporter l’intégralité du débit. Quoi qu’il en soit, cela a alimenté une nouvelle coulée qui, elle a longé le champ de lave par l’est, passant non loin des cônes formés lors de la dernière éruption (en bleu sur la carte)…
Aujourd’hui, c’est le champ de lave du début de l’éruption qui semble avoir repris du service (en vert foncé). L’activité semble assez intense, avec de nombreuses coulées actives devant le Piton de Bert.
Bilan : il y a des coulées dans tous les sens !
En bref, l’activité continue, au même endroit avec le même dynamisme. L’activité effusive n’est pas particulièrement stable, ce qui génère différentes coulées avec un débit qui semble assez important ces derniers jours, ce qui rend l’éruption passionnante à suivre !
Je conseille vivement cette vidéo où l’on voit que notamment la lave s’évacue par le haut du cône dans un tunnel.
Sources : Laurent Perrier, OVFP
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C’est vers 23h15 heure locale hier soir (jeudi 6 janvier 2022) qu’une longue fissure éruptive s’est ouverte sur le flanc sud-est du volcan Wolf, de manière perpendiculaire au cratère sommital. Comme pour le Piton de la Fournaise actuellement, l’explosivité est faible : des fontaines de lave modestes sont actives sur tout le long de cette fissure, formant un rideau de lave de 1 à 1,5 km de long ! Superbe ! Cette fissure alimente également des coulées de lave qui s’épanchent vers l’océan Pacifique… Les plus proches habitants se trouvant à une centaine de kilomètres, l’éruption n’engendre que très peu de risques. Elle menace toutefois la population d’iguane rose qui est endémique de cette île… Sources : Culture Volcan Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans Retrouvez toutes les actualités volcaniques sur la page Facebook d'Objectif Volcans Mieux connaître Objectif Volcans et le volcanologue Ludovic LEDUC ici
C’est vers 23h15 heure locale hier soir (jeudi 6 janvier 2022) qu’une longue fissure éruptive s’est ouverte sur le flanc sud-est du volcan Wolf, de manière perpendiculaire au cratère sommital. Comme pour le Piton de la Fournaise actuellement, l’explosivité est faible : des fontaines de lave modestes sont actives sur tout le long de cette fissure, formant un rideau de lave de 1 à 1,5 km de long ! Superbe !
Cette fissure alimente également des coulées de lave qui s’épanchent vers l’océan Pacifique…
Les plus proches habitants se trouvant à une centaine de kilomètres, l’éruption n’engendre que très peu de risques. Elle menace toutefois la population d’iguane rose qui est endémique de cette île…
Sources : Culture Volcan
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Depuis 14h cet après-midi heure local, le cône éruptif du Piton de la Fournaise déborde à l’endroit où le bord son cratère est le plus bas, vers le sud-est. Une coulée bien alimentée s’épanche vers le sud sur plus de 500 m. À cette heure, elle est toujours alimentée… Cet événement témoigne des variations du niveau de lave à l’intérieur du cône actif. L’activité explosive persiste depuis le début de l’éruption il y a quinze jours mais selon ce niveau, elle n’est pas toujours visible. Les projections qui retombent sur les flancs du cône continuent de le construire : il atteint 25 mètres de haut environ. L’activité effusive continue, avec un débit moyen de 5 m3/s, ce qui est tout à fait classique pour ce volcan. Elle forme un champ de lave en aval du cône éruptif, au sud-sud-est, non loin des cônes formés lors de la dernière éruption. Le relief est assez plat dans le secteur, ce qui favorise l’épaississement et l’élargissement du champ de lave plutôt que son allongement. Le réseau de tunnels de lave est toujours actif et alimente un champ de lave pahoehoe. Ce type de champ de lave se construisent par plusieurs écoulements éphémères en même temps, dont la lave lisse forme de belles sculptures naturelles. La lave se solidifie à l’endroit où elle arrive dans l’atmosphère et les écoulements sont en général assez lents : la lave ne subit donc que très peu de déformations, ce pourquoi elle garde son aspect lisse originel. Les variations du débit éruptif, sans doute aussi à l’origine des variations du niveau de lave à l’intérieur du cône, engendrent parfois des surpressions dans le réseau de tunnels de lave. Ils se percent alors, à l’origine de coulées secondaires bien plus alimentées que les laves pahoehoe. La lave se déforme donc et
Depuis 14h cet après-midi heure local, le cône éruptif du Piton de la Fournaise déborde à l’endroit où le bord son cratère est le plus bas, vers le sud-est. Une coulée bien alimentée s’épanche vers le sud sur plus de 500 m. À cette heure, elle est toujours alimentée…
Cet événement témoigne des variations du niveau de lave à l’intérieur du cône actif. L’activité explosive persiste depuis le début de l’éruption il y a quinze jours mais selon ce niveau, elle n’est pas toujours visible. Les projections qui retombent sur les flancs du cône continuent de le construire : il atteint 25 mètres de haut environ.
L’activité effusive continue, avec un débit moyen de 5 m3/s, ce qui est tout à fait classique pour ce volcan. Elle forme un champ de lave en aval du cône éruptif, au sud-sud-est, non loin des cônes formés lors de la dernière éruption. Le relief est assez plat dans le secteur, ce qui favorise l’épaississement et l’élargissement du champ de lave plutôt que son allongement.
Le réseau de tunnels de lave est toujours actif et alimente un champ de lave pahoehoe. Ce type de champ de lave se construisent par plusieurs écoulements éphémères en même temps, dont la lave lisse forme de belles sculptures naturelles. La lave se solidifie à l’endroit où elle arrive dans l’atmosphère et les écoulements sont en général assez lents : la lave ne subit donc que très peu de déformations, ce pourquoi elle garde son aspect lisse originel.
Les variations du débit éruptif, sans doute aussi à l’origine des variations du niveau de lave à l’intérieur du cône, engendrent parfois des surpressions dans le réseau de tunnels de lave. Ils se percent alors, à l’origine de coulées secondaires bien plus alimentées que les laves pahoehoe. La lave se déforme donc et perd son aspect lisse originel, ce qui forme des gratons (des sortes de grumeaux). Ces coulées s’épanchent tant qu’elles sont alimentées, ce qui ne dure jamais bien longtemps.
Sources : Laurent Perrier, OVPF
Ludovic Leduc, pour Objectif Volcans
Image d’archive : L. Chermette
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Le volcanisme sous-marin correspond à la grande majorité du volcanisme de notre planète, mais la profondeur des éruptions est souvent très importante et la pression contraint l’activité à n’être qu’effusive et donc imperceptible en surface ! Mais parfois, comme pour ce volcan tongien par exemple, la bouche éruptive se situe à faible profondeur sous la surface de l’océan : la pression n’est donc pas suffisante pour comprimer les gaz… les gaz volcaniques, qui sont contenus dans le magma, mais aussi les quantités incroyables de vapeurs d’eau que le contact entre la lave et l’eau de mer produit ! Ce type d’activité, que l’on appelle surtseyenne en référence à l’île islandaise de Surtsey, née lors de l’éruption de 1963-1967, est donc très violemment explosive ! L'éruption du Tonga a débuté dans la matinée du 20 décembre, de manière brusque et très intense, avec la formation d’un volumineux panache de vapeurs qui a atteint 16 km de haut ! Les explosions de ce premier jour ont été entendues à plus de 250 km de distance ! La teinte assez claire du panache témoigne de la prédominance de la vapeur d’eau, car les cendres produites par les explosions sont assez lourdes… Elles forment des gerbes cypressoïdes (de la forme d’un cyprès) de plusieurs centaines de mètres de haut puis retombent vers le sol, alimentant des coulées pyroclastiques (ou base surge) qui se développent de manière latérale autour de la bouche éruptive. Celles-ci parcourent quelques centaines de mètres et déposent une fine couche de cendres qui, à forces d’explosions, construisent un édifice assez plat. En ce début d’année, l’activité éruptive se poursuit, de manière intermittente. La bouche éruptive se situe au nord-est de l’évent de l’éruption de 2014-2015 dont l’édifice avait permis de réunir les deux îles de ce volcan distante de 2 km environ. Cette activité aura au
Le volcanisme sous-marin correspond à la grande majorité du volcanisme de notre planète, mais la profondeur des éruptions est souvent très importante et la pression contraint l’activité à n’être qu’effusive et donc imperceptible en surface !
Mais parfois, comme pour ce volcan tongien par exemple, la bouche éruptive se situe à faible profondeur sous la surface de l’océan : la pression n’est donc pas suffisante pour comprimer les gaz… les gaz volcaniques, qui sont contenus dans le magma, mais aussi les quantités incroyables de vapeurs d’eau que le contact entre la lave et l’eau de mer produit ! Ce type d’activité, que l’on appelle surtseyenne en référence à l’île islandaise de Surtsey, née lors de l’éruption de 1963-1967, est donc très violemment explosive !
L’éruption du Tonga a débuté dans la matinée du 20 décembre, de manière brusque et très intense, avec la formation d’un volumineux panache de vapeurs qui a atteint 16 km de haut ! Les explosions de ce premier jour ont été entendues à plus de 250 km de distance ! La teinte assez claire du panache témoigne de la prédominance de la vapeur d’eau, car les cendres produites par les explosions sont assez lourdes… Elles forment des gerbes cypressoïdes (de la forme d’un cyprès) de plusieurs centaines de mètres de haut puis retombent vers le sol, alimentant des coulées pyroclastiques (ou base surge) qui se développent de manière latérale autour de la bouche éruptive. Celles-ci parcourent quelques centaines de mètres et déposent une fine couche de cendres qui, à forces d’explosions, construisent un édifice assez plat.
En ce début d’année, l’activité éruptive se poursuit, de manière intermittente. La bouche éruptive se situe au nord-est de l’évent de l’éruption de 2014-2015 dont l’édifice avait permis de réunir les deux îles de ce volcan distante de 2 km environ. Cette activité aura au moins le mérite de le consolider, lui dont l’érosion marine le grignotait sérieusement.
Mis à part une perturbation du trafic aérien, cette éruption n’engendre pour l’instant aucun problème. Même si aucune chute de cendres n’a pour l’instant été répertoriée (l’île habitée la plus proche se situe à 60 km environ), les tongiens ont tout de même été conseillés de protéger leur réservoirs d’eau.
Ce serait vraiment dommage de passer à côté de ces deux superbes vidéos :
Un article de P. Thiran Préambule Les explications concernant la radioactivité ont été volontairement simplifiées et certaines valeurs comme celles relatives aux normes sont susceptibles d’être modifiées. Actuellement, la physique quantique intervient dans les explications de ce phénomène. Certains minéraux et quelques sables sont dits radioactifs, parce qu’ils possèdent la propriété physique appelée Radioactivité. Sommairement, celle-ci consiste en la transformation ou la désintégration spontanée de certains atomes avec émissions de rayonnements spécifiques et énergétiques. On parle alors de radioactivité naturelle, la radioactivité artificielle étant due à l’intervention de l’homme. Dans la suite, il ne sera question que de la première. Bien que ce phénomène existe depuis la naissance de l’univers et est la source principale de la chaleur interne de notre planète, elle ne fut mise en évidence qu’à la fin du 19° et au début du 20° siècle. La découverte de la radioactivité C’est d’abord, le physicien français Henri Becquerel qui découvrit que des sels d’uranium émettaient des radiations inexplicables. Ensuite, Pierre et Marie Curie mirent en évidence l’origine atomique du phénomène. Sa compréhension plus précise fut apportée par le physicien néo-zélandais Ernest Rutherford lequel souligna le rôle du noyau de l’atome et qualifia les rayonnements émis. Ce sont ces derniers qui nous concernent directement, vu leur impact biologique. Pour leur compréhension, il est nécessaire de se référer à la structure de l’atome et à la composition du noyau, lesquelles sont expliquées sommairement dans la note 1. Le noyau atomique d'un élément radioactif Dans la plupart des noyaux atomiques, le nombre de neutrons est égal à celui des protons ; de tels noyaux sont dits stables. Toutefois, pour certains noyaux, ce nombre excède celui des protons, ce qui crée une instabilité au sein de celui-ci, en particulier pour ceux de l’uranium et du thorium, source principale des radioéléments
Un article de P. Thiran
Préambule
Les explications concernant la radioactivité ont été volontairement simplifiées et certaines valeurs comme celles relatives aux normes sont susceptibles d’être modifiées. Actuellement, la physique quantique intervient dans les explications de ce phénomène.
Certains minéraux et quelques sables sont dits radioactifs, parce qu’ils possèdent la propriété physique appelée Radioactivité. Sommairement, celle-ci consiste en la transformation ou la désintégration spontanée de certains atomes avec émissions de rayonnements spécifiques et énergétiques. On parle alors de radioactivité naturelle, la radioactivité artificielle étant due à l’intervention de l’homme. Dans la suite, il ne sera question que de la première. Bien que ce phénomène existe depuis la naissance de l’univers et est la source principale de la chaleur interne de notre planète, elle ne fut mise en évidence qu’à la fin du 19° et au début du 20° siècle.
La découverte de la radioactivité
C’est d’abord, le physicien français Henri Becquerel qui découvrit que des sels d’uranium émettaient des radiations inexplicables. Ensuite, Pierre et Marie Curie mirent en évidence l’origine atomique du phénomène. Sa compréhension plus précise fut apportée par le physicien néo-zélandais Ernest Rutherford lequel souligna le rôle du noyau de l’atome et qualifia les rayonnements émis. Ce sont ces derniers qui nous concernent directement, vu leur impact biologique. Pour leur compréhension, il est nécessaire de se référer à la structure de l’atome et à la composition du noyau, lesquelles sont expliquées sommairement dans la note 1.
Le noyau atomique d’un élément radioactif
Dans la plupart des noyaux atomiques, le nombre de neutrons est égal à celui des protons ; de tels noyaux sont dits stables. Toutefois, pour certains noyaux, ce nombre excède celui des protons, ce qui crée une instabilité au sein de celui-ci, en particulier pour ceux de l’uranium et du thorium, source principale des radioéléments naturels. La transformation ou désintégration d’un de ces noyaux se produit spontanément et statistiquement à tout moment. Elle se poursuit en cascade jusqu’à l’obtention d’un noyau stable. Un exemple est donné dans la note 2.
Les trois types de rayonnements émis
alpha : consiste en l’expulsion du noyau de deux protons et deux neutrons, soit un noyau d’Hélium (deuxième élément atomique),
bêta : est caractérisée par l’expulsion d’un électron suite à une mutation d’un neutron en proton,
gamma : est une émission d’ondes électromagnétiques de fréquence et d’intensité supérieures aux rayons X.
Ces rayonnements sont émis à grande vitesse et sont dotés d’énergie. Leur pouvoir de pénétration est propre à chacun de ceux-ci :
l’alpha ne pénètre que dans quelques cm d’air et est stoppé par du papier bristol blanc,
le bêta pénètre plus profondément, soit quelques m d’air, et est stoppé par quelques mm d’aluminium,
le gamma est le plus pénétrant et n’est stoppé que par une épaisseur minimum de 5 cm de plomb.
La durée de vie d’un élément radioactif
Une autre caractéristique importante de la radioactivité est le temps durant lequel un radioélément reste dangereux.
Celui-ci est mesuré par la demi-vie qui exprime le temps moyen au bout duquel la moitié des noyaux d’un radioélément sont transformés ou désintégrés, ce qui signifie que sa radioactivité décroit progressivement. Ce temps est une constante pour un radioélément donné ; il varie de quelques secondes à des millions d’années.
En résumé, l’activité radioactive d’une source est caractérisée par :
la nature du rayonnement émis,
son énergie,
sa durée de vie,
son intensité, soit le nombre de désintégrations par seconde.
En outre, l’intensité est aussi fonction de la distance par rapport à la source radioactive. Elle décroit en fonction du carré de celle-ci. Ainsi en s’écartant de 3 m, l’intensité est divisée par 9.
La mesure de l’impact radioactif
Tout ce qui précède n’a pour but que de comprendre comment arriver à mesurer l’impact d’une source radioactive sur le corps humain et d’indiquer les précautions à prendre pour s’en protéger, en particulier par ceux qui s’intéressent aux minéraux et sables radioactifs. Pour la mesure de cet impact, deux paramètres sont pris en considération : l’intensité et la dose. La dose est la quantité d’énergie absorbée par unité de masse, soit la dose absorbée.
Pour les tissus vivants, l’effet biologique est aussi fonction du type de rayonnement. Pour en tenir compte, on a introduit la notion de la dose équivalente, baptisée dose efficace, laquelle est utilisée pour définir les niveaux de radioactivité et les normes. Elle s’exprime en sievert, le nom de son inventeur, (en pratique en milli ou micro-sievert) tandis que l’intensité est mesurée par le Becquerel, (en pratique par ses multiples). L’appareil de mesure le plus couramment utilisé est le compteur Geiger.
Appareil compteur Geiger, photo de Ph. Thiran
L’appareil compteur Geiger
Celui de la photo permet le comptage des désintégrations, la mesure des doses efficaces, et la différentiation de ces mesures par type de rayonnement. Il est étalonné en coups/sec pour l’intensité et en micro-sievert/heure pour les doses reçues par le corps humain c’est à dire la mesure de la dose efficace. Les doses qui nous atteignent sont de l’ordre de quelques milli-sievert par an. Elles sont la somme de la radioactivité qui nous entoure, laquelle varie selon les régions de 1 à 4 mSv/an (dose naturelle) et est essentiellement due au radon (voir note 3), et de celle liée à l’activité humaine laquelle est principalement due aux examens médicaux, qui représente en moyenne 2 mSv/an. Pour les individus, la norme est généralement de 5 mSv/an plus la dose naturelle, tandis que pour les professionnels, la norme fixe une limite horaire de 10 micro-sievert et annuelle de 20 milli-sievert. A noter qu’une dose ne devient source de troubles dans le corps humain qu’à partir d’une valeur de 1 Sv.
La radioactivité des minéraux et sables
La radioactivité des minéraux et sables est intimement liée à la présence d’uranium (U) et/ou de thorium (Th). Ces deux éléments sont présents de manière diffuse dans la croûte terrestre (de l’ordre de 3 g/t pour le premier et 12 g/t pour le second). Ils se retrouvent dans tous les types de roches. Les minéraux radioactifs sont soit des composés chimiques de l’U et/ou du Th, soit des minéraux incluant un ou des radioéléments. La plupart sont de couleurs vives, de taille centimétrique ou millimétrique ; certains sont fluorescents.
Les uranifères
Les composés de l’uranium, appelés les uranifères, sont les plus nombreux. Ceci est dû à sa facilité de combinaison chimique avec l’oxygène, le carbone, le soufre, la silice, le phosphore, le vanadium…. Selon Mindat, il y aurait actuellement 281 minéraux uranifères considérés comme validés par l’I.M.A. (International Minéral Association).
Parmi ceux-ci, figurent des minéraux comme :
oxydes et hydroxydes : l’uraninite, le plus riche en U et de couleur noir, la becquerelite, la masuite, la schoepite, …
phosphates : l’autunite (fluorescente) et la torbernite, fréquemment rencontrés en France, …
vanadates : la carnotite, …
silicates : les cuprosklodowskite, kasolite, soddyite, urophane, …
Le thorium
Bien que le thorium soit présent dans de nombreuses roches et a une concentration plus élevée dans la croûte terrestre que l’uranium, les minéraux à base de thorium sont beaucoup moins nombreux : 25 seraient considérés comme validés par l’I M A.
Parmi ceux-ci :
oxydes : la thorianite,
phosphates : la monazite, source principale,
silicates : la thorite.
Les photos ci-dessous illustrent certains de ces minéraux.
Becquerelite, collection et photo de P. Louis
Géode d’uranifères, collection et photo de P. Louis
Torbernite, collection et photo de P. Louis
Cuprosklodowskite, collection et photo de P. Louis
Autunite, collection et photo de P. Louis
Uraninite, collection et photo de P. Louis
Cupro et Schoepite, collection et photo de P. Louis
L’uranium et le thorium se substituent aussi à des atomes de minéraux et rendent ces derniers radioactifs. Ainsi, dans le zircon (silicate de zirconium), certains atomes sont remplacés par celui d’uranium. Ceci explique le niveau relativement élevé de la radioactivité des granites en Bretagne, par exemple. Ces minéraux proviennent essentiellement de sites miniers fermés ou en exploitation.
Les sites miniers radioactifs
Parmi les sites qui ne sont plus exploités, deux sont célèbres :
Jachymov en Tchéquie, qui permit la découverte du radium par les Curie au départ de la pechblende,
Shinkolobwe en RDC, la plus riche mine d’U au monde avec l’uraninite comme minerai primaire, fut la source principale d’U pour les premières applications civiles et militaires de l’énergie nucléaire.
La France puisa son combustible nucléaire dans de multiples petits gisements situés dans le Massif Central, le massif Armoricain et les Vosges. Leurs installations d’exploitation ont été démantelées. Actuellement, c’est le Kazakhstan qui est le producteur principal. Il est suivi par le Canada, l’Australie et la Namibie. L’ensemble de ces producteurs représente environ 80% de la production mondiale dont environ 40% pour le Kazakhstan.
La radioactivité de certains sables
En ce qui concerne la radioactivité de certains sables, elle provient de l’érosion des roches contenant des minéraux radioactifs, de résidus d’exploitations minières, de contaminations des sols et des eaux suite à un accident nucléaire. Dans les plages des bords de mer, de lac et dans les rivières, on trouvera des grains de zircon, de monazite, de thorianite,… tandis que dans les stériles miniers, ce sera de la torbernite, de l’autunite (facilement détectable car elle est fluorescente), de l’urophane … Les plages reconnues sont celles Guarapari au Brésil, de Amritapuri dans le Kérala en Inde, de l’Espiguette dans les bouches du Rhône en France. Les sources thermales de Ramsar en Iran sont aussi reconnues comme ayant une radioactivité élevée.
Les deux images ci-dessous illustrent deux sables provenant de stériles miniers.
Sable de Tobernite collection Ph. Thiran, photo P.Louis.
En conclusion
Il est faisable de s’intéresser aux minéraux et sables supposés radioactifs en tenant compte des facteurs suivants :
la diminution de l’intensité des rayonnements par la distance et par l’interposition d’écrans,
la durée de l’exposition, après avoir mesuré la dose efficace reçue par unité de temps, (micro-sievert par heure),
l’aération du stockage.
Et pour autant que l’on ait la possibilité de mesurer la radioactivité résiduelle, après avoir pris les mesures de protection.
Notes
Note 1. Tel que suggéré par des philosophes grecs 450 ans avant notre ère, l’atome était encore au début du XX° siècle considéré comme le plus petit élément de la matière. Le physicien danois Niels Bohr proposa le premier une structure de l’atome, dans laquelle, autour du noyau, gravitent des électrons sur différentes orbites. Le noyau lui-même est un agrégat de deux petites particules : le proton et le neutron et est chargé positivement. Les électrons étant chargés négativement, l’atome est électriquement stable. 92 atomes naturels ont été recensés et classifiés par le physicien russe Mendeleev dans son célèbre tableau. Le premier est l’hydrogène, suivi de l’hélium, et le 92° est l’uranium précédé du thorium (90°).
Note 2.Ainsi, pour l’uranium, ce n’est qu’au bout d’une cascade de 14 désintégrations qu’est obtenu un noyau stable, celui du plomb. Le radium et le radon, deux éléments importants le premier médicalement, le second par sa nature gazeuse, sont produits dans cette cascade.
Note 3.La nature gazeuse du radon le rend particulièrement dangereux. Inhalé, il attaque les poumons avec les particules alphas qu’il émet en se désagrégeant. Comme il émane spontanément du sol, il est donc essentiel d’éviter sa concentration, notamment dans les caves. D’où la nécessité d’aération de celle-ci.
Sources bibliographiques
Physique Nucléaire, extrait du cours de Physique de 6° Secondaire, Y. Verbist, L. Nachtergaele et E. Thiran, 2018,
Articles sur la radioactivité, extraits de bulletins du GEST, Robert Six, 2009 à 2015,
Minéraux uranifères, hors-série 2009 de la revue Minéraux et Fossiles,
Data base de Mindat, site web <www.mindat.org>, novembre 2021,
List of Minerals recognized by I.M.A., site web <www.ima-mineralogy.org>, novembre 2021,
La minéralogie comme la volcanologie sont des sciences qui évoluent avec le temps au fur et à mesure de l’avancée de la recherche et des connaissances. Ce qui est vrai à un instant T peut être remis en cause le lendemain. Philippe Thiran, l’auteur de ce post, se tient à disposition de ceux qui voudraient échanger à propos des notions géologiques présentées. Vous pouvez nous contacter pour avoir ses coordonnées personnelles.
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