Surveillance des volcans : Déformations de l’écorce terrestre par Philippe THIRAN
Un article précédent a décrit comment la sismologie (étude des tremblements de terre) et son appareil de mesure – le sismographe – permettent de prédire une manifestation volcanique, avec une quasi-certitude à brève échéance.
L’étude des déformations de l’écorce terrestre en est une autre. Elle fait partie de la géodésie terrestre, science qui s’occupe de la forme et des dimensions de la Terre.
Celle-ci a pris de l’importance lorsque les scientifiques se sont rendu compte que ces déformations permettent de prévoir des catastrophes majeures affectant notre planète, comme un glissement de terrain dans des zones habitées ou celles résultant d’éruptions volcaniques.
Généralement, une montée du magma se traduit par un soulèvement de l’écorce terrestre, et l’effondrement d’un cratère par un affaissement du sol. Un exemple est détaillé dans la note 1.
La mesure de ces mouvements a fait l’objet, au cours des siècles, de méthodologies de plus en plus complexes, utilisant des appareils de plus en plus sophistiqués.
Des mesures angulaires à l’alidade (réglette mobile équipée d’un système de visée) et de distances au nombre de tours de roue d’un char, on est passé au tachéomètre, c’est-à-dire un théodolite pour la mesure des angles, doté d’un distancemètre, instrument électronique pour la mesure des distances.
Cet appareil est encore actuellement utilisé par les géomètres pour un lever de terrain.
Mais les méthodes terrestres sont difficiles d’utilisation et leur précision peu satisfaisante à cause des variations des conditions météorologiques et de la forme conique des volcans. Ce qui a justifié le recours à la géodésie spatiale. Celle-ci fait usage de méthodes de mesure plus précises et plus pratiques d’emploi, telles que le Global Positioning System, en abrégé GPS.
Celui-ci est un système de navigation par repérage du temps et par des mesures de distance, utilisant des signaux émis par un réseau de satellites destinés à cet usage.
Il devient dès lors possible de mesurer les positions relatives de plusieurs récepteurs avec des précisions de l’ordre du centimètre, et ce à plusieurs centaines de kilomètres de distance, en tout temps.
Ces signaux sont captés par un récepteur dont le plus connu, et sans doute le plus utilisé, est l’appareil GPS, qui équipe maintenant les véhicules automobiles (voir note 2).
Ce système ponctuel est maintenant dépassé par une technique de cartographie de la déformation du sol à l’aide d’images radar de la surface de la Terre, recueillies par plusieurs satellites en orbite.
En comparant deux images radar d’une même zone, à des moments différents, depuis des points d’observation similaires de l’espace (les satellites mentionnés ci-dessus), il devient possible d’apercevoir un éventuel déplacement vers le haut ou vers le bas de la surface du sol, et d’obtenir une carte de la déformation du sol sur une zone terrestre étendue avec une précision centimétrique.
Ce système de surveillance est notamment appliqué à la trilogie de volcans glaciaires – The Three Sisters – situés dans la chaîne montagneuse des Cascades, dans l’État d’Oregon (États-Unis). Une éruption de l’un de ceux-ci risque, en effet, de déclencher des lahars dévastateurs.
Note 1 :Le Krafla, volcan islandais, connut une dizaine d’éruptions entre 1976 et 1982.
Chacune de celles-ci fut précédée d’un gonflement progressif du sol, suivi d’un affaissement rapide une fois l’éruption arrêtée.
Note 2 : Le système GPS a été mis au point par les États-Unis pour des localisations militaires en coordonnées absolues (à 10 mètres près) en temps réel.
L’Union européenne termine la mise en orbite des satellites nécessaires à la mise en service de son propre système de navigation, appelé Galileo.
Bibliographie :
- Volcanologie, cours de licence, 6e édition, par Jacques-Marie Bardintzeff
- Site web de la société Volcano Active Foundation
Photo : interférogramme du système de surveillance InSAR
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